O estudo concentra-se na localização de fontes de ruídos em aeroacústica, através do processamento digital de sinais. O objetivo em aeroacústica é localizar fontes de ruído em estruturas aerodinâmicas (e.g.: aerofólios, slats, flaps e trens de pouso), motores e turbinas. Isto se faz possível utilizando arranjos de microfones, ou simplesmente arrays, cujos sinais são processados para localizar as fontes. Ao utilizar o beamforming clássico para processar os sinais vindos do array, este é incapaz de localizar as fontes de ruído de forma satisfatória. O 2D-ESPRIT é um método de alta resolução que é apresentado como alternativa. Nas simulações, é possível perceber que o 2D-ESPRIT tem melhor desempenho que o beamforming clássico, conseguindo localizar fontes próximas com arrays quadrados e com um número reduzido de amostras de sinal. / This study focuses on locating sources of noise in aeroacoustics, through digital signal processing. An objective in aeroacoustics is to locate sources of noise in aerodynamic structures (e.g.: airfoils, slats, flaps and landing gears), engines and fans. This is possible using microphone arrays, whose signals are processed to locate the sources. Using classical beamforming as the processing scheme for these signals, it is shown that it is incapable of locating sources satisfactorily in many of the practical scenarios. 2D-ESPRIT is a high resolution processing scheme that is presented as an alternative. Simulations show that 2D-ESPRIT outperfoms classical beamforming, locating closely positioned sources with the simple URA and with a reduced number of signal samples.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-11-17T12:23:15Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_ModelamentoCorrecaoDescentralizacao.pdf: 1000871 bytes, checksum: 9e13030d31de4a03b7be9f569ee09e76 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-11-17T13:30:40Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_ModelamentoCorrecaoDescentralizacao.pdf: 1000871 bytes, checksum: 9e13030d31de4a03b7be9f569ee09e76 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-17T13:30:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_ModelamentoCorrecaoDescentralizacao.pdf: 1000871 bytes, checksum: 9e13030d31de4a03b7be9f569ee09e76 (MD5) Previous issue date: 2003 / ANP - Agência Nacional do Petróleo / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As imagens da parede do poço obtidas através da ferramenta UBI (Ultrasonic Borehole Imager) são amplamente utilizadas por geólogos e engenheiros de petróleo para identificar eventos geológicos nas paredes de poços abertos e na inspeção dos tubos de revestimento, uma vez que este perfil praticamente fornece uma fotografia da parede do poço. As ferramentas de imageamento acústico produzem imagens do tempo de trânsito e da amplitude do pulso acústico gerado pela ferramenta e refletido na parede do poço. Entretanto, estas imagens podem ter uma interpretação não realista, uma vez que elas podem ter seu aspecto alterado em razão do movimento da ferramenta no interior do poço. Este trabalho apresenta o modelamento das imagens de tempo de trânsito a partir da aplicação do critério de Coulomb para a ruptura da parede do poço submetida a um estado plano de tensões, a qual fornecerá a seção do poço, que é a forma geométrica que será traçada pela ferramenta de imageamento acústico do poço. O deslocamento ascensional da ferramenta e as imperfeições da parede do poço, normalmente, são os responsáveis pelo deslocamento da posição do transdutor em relação ao eixo do poço. Este efeito pode ter grande responsabilidade nas imperfeições das imagens de tempo de trânsito. Assim, a correção dessas imagens, chamada de correção da descentralização, busca o reposicionamento do transdutor para a posição do eixo do poço. Apresenta-se, também, um método de correção do efeito da descentralização da ferramenta baseado neste modelamento. O método é proposto com base na geometria analítica plana e no método do raio para a definição do tempo de trânsito do pulso acústico, com o objetivo de reconstruir as imagens de tempo de trânsito obtidas com a ferramenta descentralizada, ou seja, corrigir estas imagens tornando-as como se fossem obtidas com a ferramenta centralizada em relação ao eixo do poço. / The imaging tools used to borehole wall features identification have been largely utilized by geologist and oil engineers to identify geological events in a open hole and inspect the casing tube. The acoustic borehole imaging tools generate a transit time image and an acoustic amplitude image that are used to this proposes. However those logs may have a non-realist interpretation, since some tools effect can negatively influence in the images appearance. This paper presents a transit time image model starting from the application of the Coulomb’s approach to the borehole wall rupture submitted to a plane state of tensions which will supply the borehole section that is the geometric form that will be mapped by the acoustic borehole imaging toll. The tool up displacement and the borehole wall imperfections are usually the responsible for the transducer displacement in relation to the borehole axis. This effect may have important responsibility in the acoustic images imperfections. Thus, a computational process of transducer repositioning in the borehole axis position obtains the correction of those images, called decentralization correction. A method of tool decentralization effect correction is presented too based on this model which is proposed based on the plane analytic geometry and in the ray method to the definition of the transit time of the acoustic pulse, with the objective of reconstruct the transit time images achieved by the decentralized tool, that is to say, correct these images becoming as they were achieved by the centralized tool in relation to the borehole axis.

O estudo concentra-se na localização de fontes de ruídos em aeroacústica, através do processamento digital de sinais. O objetivo em aeroacústica é localizar fontes de ruído em estruturas aerodinâmicas (e.g.: aerofólios, slats, flaps e trens de pouso), motores e turbinas. Isto se faz possível utilizando arranjos de microfones, ou simplesmente arrays, cujos sinais são processados para localizar as fontes. Ao utilizar o beamforming clássico para processar os sinais vindos do array, este é incapaz de localizar as fontes de ruído de forma satisfatória. O 2D-ESPRIT é um método de alta resolução que é apresentado como alternativa. Nas simulações, é possível perceber que o 2D-ESPRIT tem melhor desempenho que o beamforming clássico, conseguindo localizar fontes próximas com arrays quadrados e com um número reduzido de amostras de sinal. / This study focuses on locating sources of noise in aeroacoustics, through digital signal processing. An objective in aeroacoustics is to locate sources of noise in aerodynamic structures (e.g.: airfoils, slats, flaps and landing gears), engines and fans. This is possible using microphone arrays, whose signals are processed to locate the sources. Using classical beamforming as the processing scheme for these signals, it is shown that it is incapable of locating sources satisfactorily in many of the practical scenarios. 2D-ESPRIT is a high resolution processing scheme that is presented as an alternative. Simulations show that 2D-ESPRIT outperfoms classical beamforming, locating closely positioned sources with the simple URA and with a reduced number of signal samples.