Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-07-18T21:43:56Z No. of bitstreams: 1 ThiagoELM_DISSERT.pdf: 3255456 bytes, checksum: 6ce3964b5242ccf305c4e0f3d94ee65e (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-25T14:46:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ThiagoELM_DISSERT.pdf: 3255456 bytes, checksum: 6ce3964b5242ccf305c4e0f3d94ee65e (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-07-25T14:46:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ThiagoELM_DISSERT.pdf: 3255456 bytes, checksum: 6ce3964b5242ccf305c4e0f3d94ee65e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-25T14:47:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ThiagoELM_DISSERT.pdf: 3255456 bytes, checksum: 6ce3964b5242ccf305c4e0f3d94ee65e (MD5) Previous issue date: 2013-11-22 / The microstrip antennas are in constant evidence in current research due to its numerous advantages. Fractal geometry proposed by Mandelbrot(1975 ) combined with the performance and convenience of planar structures are an excellent combination used in the design of antennas in order to reduce the dimensions and enhance its bandwidth, and allows the emergence of best bands frequency by virtue of ownership of high -similarity. Compared with the conventional microstrip antennas, patch antennas with fractal type substrates have lower resonance frequency, enabling the manufacture of even more compact antennas. The aim of this work consists of the design of patch antennas with dielectric substrates organized almost periodic basis through the use of fractal geometry sequence Cantor applied to a circular patch antenna fed by microstrip line, designed for a resonant frequency of 10 GHz. Analysis of this microstrip antenna is made in various types of dielectric substrates by simulation through software commercial Ansoft HFSS - Designer, used for accurate analysis of the electromagnetic behavior of the antennas by the finite element method by presenting results from resonant frequency and radiation pattern, making comparisons with other results in the literature. This dissertation also presents a bibliographic study on theories of antennas while also addressing about fractal geometry, emphasizing its characteristics and properties as well as its applicability. This paper also presents a study of almost periodic structures and their mathematical formalism considered throughout this work / As antenas de microfita estão em constante evidência nas pesquisas atuais, devido às suas inúmeras vantagens. A geometria fractal proposta por Mandelbrot (1975) aliada ao bom desempenho e comodidade das estruturas planares são uma excelente combinação utilizada no projeto de antenas com o intuito de reduzir suas dimensões e realçar sua largura de banda, além de permitir o surgimento de melhores bandas de frequência em consequência da propriedade da alto-similaridade. Em comparação com as antenas em microfita convencionais, as antenas tipo patch com substratos fractais apresentam frequência de ressonância inferiores, possibilitando a fabricação de antenas ainda mais compactas. O objetivo desse trabalho consiste no projeto de antenas patch com substrato dielétrico organizado de forma quase periódica por meio da utilização da geometria fractal da sequência de Cantor aplicada a uma antena de patch circular alimentada por linha de microfita, projetada para uma frequência ressonância de 10 GHz. É feita análise dessa antena de microfita em vários tipos de substratos dielétricos por simulação através do software comercial Ansoft Designer-HFSS, usado para análise precisa do comportamento eletromagnético das antenas através do método dos elementos finitos apresentando resultados de frequência de ressonância, diagrama de radiação, carta de Smith e de campos elétricos e magnéticos fazendo-se comparações com outros resultados obtidos na literatura. Esta dissertação ainda apresenta um estudo bibliográfico em teorias de antenas, abordando também a respeito da geometria fractal, dando ênfase a suas características e propriedades como também a sua aplicabilidade. Este trabalho ainda apresenta um estudo sobre as estruturas quase periódicas e seu formalismo matemático / 2017-07-18

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A relação entre porosidade e permeabilidade desperta o interesse de pesquisadores e engenheiros por causa de suas diversas aplicações. Tais como na utilização de filtros, materiais pouco permeáveis, reservatórios naturais, etc. Ao longo do século XX, diversos trabalhos propondo tal relação foram apresentados na literatura e grande parte desses trabalhos desenvolvem modelos baseados na equação clássica de Kozeny-Carman. Nesta dissertação, propomos um modelo mais robusto que a formulação clássica de Kozeny-Carman, ou seja, que não apresenta as limitações dessa equação clássica. Além disso, um estudo baseado na Teoria dos Meios Fractais indica que o modelo estudado, nesta dissertação, generaliza diversas equações que fornecem a relação entre porosidade e permeabilidade. Por fim, será mostrado que o modelo proposto é capaz de descrever a relação entre porosidade e permeabilidade de diversos materiais porosos de natureza fractal. / The relationship between porosity and permeability attracts the attention of researchers and engineers because of their various applications. Such as in utilization of filters, waterproof materials, natural reservoirs, for example.Throughout the twentieth century, several works proposed in the literature they study the relation porosity-permeability, and much of this works they develop models based on the classical equation of Kozeny-Carman. In this dissertation, we propose a model more robust than the classical formulation of Kozeny-Carman, ie, that does not have the limitations of the equation classical. Furthermore, a study based on the Theory of the Media Fractals indicates that the model studied in this dissertation provide the relationship between porosity and permeability of several models presented in the literature. Finally, it will shown that the model proposed is able to describe the relationship between porosity and permeability of porous materials of various fractal nature.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:29:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5024.pdf: 3530298 bytes, checksum: 5955696c4eaa8dc8b6c5b53a0054a448 (MD5) Previous issue date: 2013-04-11 / The intention of this dissertation is to describe a didactic sequence which aims at giving conditions to students so they are able to construct notions about the applications of fractal geometry and dynamical systems, aiding them in realizing the importance of mathematics to the development of the most diverse fields of human knowledge. Mathematics, so often emphasized in classrooms, privileges its procedural aspect, forcing the student not to perceive it as a dynamic science, linked to the comprehension of phenomena in the several fields of knowledge. Euclidean Geometry, thoroughly advertised, is, in general, more appropriate to the study of shapes found in houses, bridges and machine constructions among others, and the student might be taken to assume that mathematics is distant from the shapes observed beyond the windows of the classroom, such as in clouds, trees, rays that cut the skies and so on. / Este trabalho pretende descrever uma sequência didática que visa dar condições para que os alunos construam noções sobre as aplicações da geometria fractal e dos sistemas dinâmicos, ajudando-os a perceber a importância da matemática para o desenvolvimento dos mais diversificados campos do conhecimento humano. A matemática, muitas vezes enfatizada nas salas de aula, privilegia seu aspecto procedimental, ceifando o aluno de percebê-la como uma ciência dinâmica e ligada à compreensão de fenômenos nas mais diversas áreas do conhecimento. A Geometria Euclidiana, amplamente divulgada é, em geral, mais apropriada para o estudo das formas verificadas nas construções de casas, pontes, máquinas e etc., e o aluno pode ser levado a imaginar que a matemática é distante das formas observadas além das janelas da sala de aula, como nas nuvens, flores, árvores, nos raios que cortam o céu, etc.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:29:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5485.pdf: 1729103 bytes, checksum: b09e1b153530a221dce99193f3506fe6 (MD5) Previous issue date: 2013-08-26 / Financiadora de Estudos e Projetos / This work has objective to show results of a didactic experience that consider the use of a dynamic geometric software in a restrict area of the Mathematic, named fractal . This study presents a great complexity and beauty in your geometric structures. Therefore, we present some fractals, in particular, the Pythagorean Tree that arouses the interest of students. For geometric constructions, we chose the GeoGebra software, based in the geometry lessons that we had in the course. Next, we explore one of the most famous theorems of the Plane Geometry, the Pythagoras Theorem, in addition of others mathematics contents, such as, counting. We also study the main trends connected to the informatics and we took advantages of the computational technology resource to assist the students with the construction and learning, including them in a new educational scenario based in the technology presence. / Este trabalho tem o objetivo de expor os resultados de uma experiência didática que envolve o uso de software de geometria dinâmica numa área restrita da Matemática, denominada fractal , a qual apresenta estruturas geométricas de grande complexidade e beleza. Para tanto, apresentamos alguns fractais, em particular, a Árvore Pitagórica, despertando o interesse dos alunos. Para as construções, escolhemos o software GeoGebra, baseado nas aulas de geometria que tivemos no curso. Em seguida, exploramos um dos teoremas mais famosos da Geometria Plana, o Teorema de Pitágoras e outros conteúdos de matemática, tais como, contagem. Estudamos as principais tendências ligadas à informática e aproveitamos os recursos da tecnologia computacional para colaborar com a construção e a aprendizagem do aluno, inserindo-o no novo cenário educacional fundado na presença da informática.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:35:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4745443 bytes, checksum: e9df978dd48087897127e59c83f364af (MD5) Previous issue date: 2006-03-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work we study the pattern formation in the interface between two types of granular materials in a Hele-Shaw cell. Different types of patterns, ranging from almost circular to fingered ones were observed, varying the ratio between the size of the grains and the cell spacing. The transition from patterns with fingers to rounded patterns seems to be continuous. The Fourier transform was obtained for the patterns with and without fingers. Patterns that present fingers showed mode selection, contrary to what happens for the rounded patterns. The dependence of the gyration radius and the number of particles at the border of the pattern was studied as a function of the number of particles inside the pattern. We observed that the gyration radius as well as the number of particles at the border of the pattern follow power laws. Analyses of the pattern border roughness showed that the Hurst exponent decreases as the patterns become more rounded. The roughness does not obey a power law with time. For the patterns with fingers the roughness increases with time and as the patterns become more regular it seem to tend to a saturation value. Finger formation is explained in terms of force transmission through the grains. / Em nosso trabalho, estudamos a formação de padrões na interface entre dois tipos de materiais granulares em uma célula de Hele-Shaw. Diferentes tipos de padrões, variando de desde quase-circulares a até padrões com dedos, formaram- se variando a razão entre o tamanho dos grãos e o espaçamento da célula. A transição de padrões com dedos para padrões arredondados parece ser contínua. Foi obtida a transformada de Fourier para os padrões com e sem dedos, sendo que padrões com dedos apresentam seleção de modos, ao contrário do que ocorre para os padrões sem dedos. A dependência do raio de giração e do número de partículas na borda do padrão foi estudada em função do número de partículas dentro do padrão. Observamos que tanto o raio de giração quanto o número de partículas na borda do padrão obedecem a leis de potência. A análise da rugosidade da borda dos padrões mostrou que o expoente de Hurst decresce à medida que os padrões se tornam mais arredondados. A rugosidade não obedece a uma lei de potência com o tempo. Para padrões com dedos a rugosidade aumenta com o tempo e à medida que os padrões se tornam mais regulares ela parece tender a um valor de saturação. A formação dos dedos é explicada em termos da transmissão de forças através dos grãos.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarceloGP.pdf: 817916 bytes, checksum: e6c2bd456547cdc5605c7372ebd841db (MD5) Previous issue date: 2006-09-06 / In this thesis we study some problems related to petroleum reservoirs using methods and concepts of Statistical Physics. The thesis could be divided percolation problem in random multifractal support motivated by its potential application in modelling oil reservoirs. We develped an heterogeneous and anisotropic grid that followin two parts. The first one introduce a study of the percolations a random multifractal distribution of its sites. After, we determine the percolation threshold for this grid, the fractal dimension of the percolating cluster and the critical exponents ? and v. In the second part, we propose an alternative systematic of modelling and simulating oil reservoirs. We introduce a statistical model based in a stochastic formulation do Darcy Law. In this model, the distribution of permeabilities is localy equivalent to the basic model of bond percolation / Nesta tese estudamos alguns problemas relacionados a reservat?rios de petr?leo usando m?todos e conceitos da F?sica Estat?stica. A tese pode ser dividida em duas partes. A primeira apresenta um estudo do problema de percola??o em um suporte multifractal aleat?rio motivado por sua potencial aplica??o na modelagem de reservat?rios de petr?leo. Desenvolvemos uma rede heterog?nea e anisotr?pica que segue uma distribui??o multifractal aleat?ria das ?reas de seus s?tios. Em seguida, determinamos o limiar de percola??o nessa rede, a dimens?o fractal do aglomerado percolante e os expoentes cr?ticos ? e v. Na segunda parte, propomos uma sistem?tica alternativa de modelagem e simula??o de reservat?rios de petr?leo. Introduzimos um modelamento estat?stico baseado em uma formula??o estoc?stica da Lei de Darcy. Nele a distribui??o de permeabilidades no reservat?rio equivale localmente ao modelo b?sico de percola??o por liga??es

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ClaudionorGB_capa_ate_pag106.pdf: 4838802 bytes, checksum: f466b094fdd0062406ecc2cba033657c (MD5) Previous issue date: 1999-11-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Neste trabalho investigamos estruturas magn?ticas que apresentam as chamadas desordens determin?sticas. Especificamente, sistemas de super-redes magn?ticas e filmes finos magn?ticos que s?o constru?dos obedecendo ?s sequ?ncias quasi peri?dicas de Fibonacci, per?odo duplo, Thue-Morse e Rudin-Shapiro. O principal interesse de nosso estudo foi investigar o efeito da quasiperiodicidade nas propriedades f?sicas dos sistemas citados acima. No caso das super-redes magn?ticas quasiperi?dicas , mostramos o efeito da quasiperiodicidade nas bandas de volume atrav?s do espectro de ondas de spin. Entre estes efeitos destacamos: (i) a localiza??o das bandas de volume que, no limite de altas gera??es das v?rias sequ?ncias, se tornam conjuntos de Cantor; (ii) as leis de escala entre a largura total das bandas de volume e o n?mero de camadas que comp?em a c?lula unit?ria; e (iii) o comportamento multifractal das bandas de volume evidenciado pelo aspectro de singularidades f (?) . No caso dos filmes finos magn?ticos quasiperi?dicos, podemos destacar dois efeitos: (i) o surgimento de novas fases magn?ticas que n?o est?o presentes quando o arranjo ? peri?dico; e (ii) a depend?ncia da autosimilaridade das curvas de magnetoresist?ncia na intensidade relativa do acoplamento biquadr?tico. Neste ?ltimo ponto em particular, o padr?o autosimilar da magnetoresist?ncia, no que chamamos v?lvulas de spin quasiperi?dicas, origina patamares definidos de magnetoresist?ncia que podem ser de interesse tecnol?gico em sistemas de leitura e grava??o magn?ticos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A relação entre porosidade e permeabilidade desperta o interesse de pesquisadores e engenheiros por causa de suas diversas aplicações. Tais como na utilização de filtros, materiais pouco permeáveis, reservatórios naturais, etc. Ao longo do século XX, diversos trabalhos propondo tal relação foram apresentados na literatura e grande parte desses trabalhos desenvolvem modelos baseados na equação clássica de Kozeny-Carman. Nesta dissertação, propomos um modelo mais robusto que a formulação clássica de Kozeny-Carman, ou seja, que não apresenta as limitações dessa equação clássica. Além disso, um estudo baseado na Teoria dos Meios Fractais indica que o modelo estudado, nesta dissertação, generaliza diversas equações que fornecem a relação entre porosidade e permeabilidade. Por fim, será mostrado que o modelo proposto é capaz de descrever a relação entre porosidade e permeabilidade de diversos materiais porosos de natureza fractal. / The relationship between porosity and permeability attracts the attention of researchers and engineers because of their various applications. Such as in utilization of filters, waterproof materials, natural reservoirs, for example.Throughout the twentieth century, several works proposed in the literature they study the relation porosity-permeability, and much of this works they develop models based on the classical equation of Kozeny-Carman. In this dissertation, we propose a model more robust than the classical formulation of Kozeny-Carman, ie, that does not have the limitations of the equation classical. Furthermore, a study based on the Theory of the Media Fractals indicates that the model studied in this dissertation provide the relationship between porosity and permeability of several models presented in the literature. Finally, it will shown that the model proposed is able to describe the relationship between porosity and permeability of porous materials of various fractal nature.

Este trabalho tem por objetivo avaliar a emissão de metano em dois reservatórios amazônicos, Tucuruí e Samuel. A análise leva em consideração flutuações da área/cota e medidas isotópicas e de fluxos de d13CH4 obtidas em campo, as quais são influenciadas por diversos fatores simultaneamente, como ventos, pressão atmosférica, oxidação na coluna d´água e outros. A composição isotópica do metano em bolhas do sedimento indica que a principal via metanogênica é a redução de CO2. Os resultados também mostram que as emissões em reservatórios rasos são bem mais elevadas que nos mais profundos. Usando conceitos e técnicas da teoria fractal, baseada fundamentalmente em leis de potência, um modelo entre nível de água, área do reservatório e fluxo de metano permitiu estimar a emissão do reservatório de Tucuruí, num horizonte de 100 anos de vida útil, em 2,5 ± 2,7 x 10^6 toneladas de CH4. As emissões locais são amplificadas com a diminuição da cota, porém a emissão total do reservatório diminui, em função da contração da área do reservatório. Num cenário mais otimista, as emissões de Tucuruí em CO2 equivalentes devem ser 0,13 ± 0,14 x 10^6 toneladas de C/ano. / The purpose of this work is evaluating methane emissions from two Amazonian reservoirs, Tucuruí and Samuel. The analysis considers fluctuations of the reservoir area-height and isotopic measurements and fluxes of d13CH4 acquired in the field, which are influenced by many factors simultaneously, such as winds, atmospheric pressure, oxidation in the water column, and others. Isotopic composition of methane in bubbles indicates that CO2 reduction is a major pathway for methane production in the sediments. The results also show that fluxes are higher in shallow reservoirs than in deeper ones. Using concepts and techniques of fractal theory, fundamentally based on power law functions, and considering a time horizon of 100 years, a model between water level, flux and reservoir area of Tucuruí allowed to estimate methane emission from Tucuruí at about 2,5 ± 2,7 x 10^6 tons of CH4. When water levels drop local methane emissions are enhanced, although, total reservoir emission decreases, due to the shrinking of the reservoir area. Over an optimistic scenario, the emissions of Tucuruí reservoir in CO2 equivalents would be around 0,13 ± 0,14 x 10^6 tons C/year.

Fluxos de dados são usualmente caracterizados por grandes quantidades de dados gerados continuamente em processos síncronos ou assíncronos potencialmente infinitos, em aplicações como: sistemas meteorológicos, processos industriais, tráfego de veículos, transações financeiras, redes de sensores, entre outras. Além disso, o comportamento dos dados tende a sofrer alterações significativas ao longo do tempo, definindo data streams evolutivos. Estas alterações podem significar eventos temporários (como anomalias ou eventos extremos) ou mudanças relevantes no processo de geração da stream (que resultam em alterações na distribuição dos dados). Além disso, esses conjuntos de dados podem possuir características espaciais, como a localização geográfica de sensores, que podem ser úteis no processo de análise. A detecção dessas variações de comportamento que considere os aspectos da evolução temporal, assim como as características espaciais dos dados, é relevante em alguns tipos de aplicação, como o monitoramento de eventos climáticos extremos em pesquisas na área de Agrometeorologia. Nesse contexto, esse projeto de mestrado propõe uma técnica para auxiliar a análise espaço-temporal em data streams multidimensionais que contenham informações espaciais e não espaciais. A abordagem adotada é baseada em conceitos da Teoria de Fractais, utilizados para análise de comportamento temporal, assim como técnicas para manipulação de data streams e estruturas de dados hierárquicas, visando permitir uma análise que leve em consideração os aspectos espaciais e não espaciais simultaneamente. A técnica desenvolvida foi aplicada a dados agrometeorológicos, visando identificar comportamentos distintos considerando diferentes sub-regiões definidas pelas características espaciais dos dados. Portanto, os resultados deste trabalho incluem contribuições para a área de mineração de dados e de apoio a pesquisas em Agrometeorologia. / Data streams are usually characterized by large amounts of data generated continuously in synchronous or asynchronous potentially infinite processes, in applications such as: meteorological systems, industrial processes, vehicle traffic, financial transactions, sensor networks, among others. In addition, the behavior of the data tends to change significantly over time, defining evolutionary data streams. These changes may mean temporary events (such as anomalies or extreme events) or relevant changes in the process of generating the stream (that result in changes in the distribution of the data). Furthermore, these data sets can have spatial characteristics such as geographic location of sensors, which can be useful in the analysis process. The detection of these behavioral changes considering aspects of evolution, as well as the spatial characteristics of the data, is relevant for some types of applications, such as monitoring of extreme weather events in Agrometeorology researches. In this context, this project proposes a technique to help spatio-temporal analysis in multidimensional data streams containing spatial and non-spatial information. The adopted approach is based on concepts of the Fractal Theory, used for temporal behavior analysis, as well as techniques for data streams handling also hierarchical data structures, allowing analysis tasks that take into account the spatial and non-spatial aspects simultaneously. The developed technique has been applied to agro-meteorological data to identify different behaviors considering different sub-regions defined by the spatial characteristics of the data. Therefore, results from this work include contribution to data mining area and support research in Agrometeorology.