Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-08-10T16:47:56Z No. of bitstreams: 1 2017_ValdeirAntoniodaSilva.pdf: 10112031 bytes, checksum: 0cfe3a30aa04fa0b1b14b285c6d728a0 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-09-22T18:11:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_ValdeirAntoniodaSilva.pdf: 10112031 bytes, checksum: 0cfe3a30aa04fa0b1b14b285c6d728a0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-22T18:11:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_ValdeirAntoniodaSilva.pdf: 10112031 bytes, checksum: 0cfe3a30aa04fa0b1b14b285c6d728a0 (MD5) Previous issue date: 2017-09-22 / Nesse estudo matrizes vítreas baseadas em óxidos, dopadas com íons de terras raras e/ou pontos quânticos de sais de chumbo, foram sintetizadas pelo tradicional método de fusão e investigadas por medidas experimentais. A matriz vítrea LBA foi sintetizada e dopada com íons de Nd3+. Os parâmetros espectroscópicos correspondentes foram obtidos pela teoria de Judd-Ofelt (JO) utilizando o método dos mínimos quadrados. Além disso, essa mesma matriz com 2% de Nd2O3 (concentração fixa) foi co-dopada com diferentes concentrações de TiO2, sendo esse um agente de variação do campo cristalino. Os parâmetros espectroscópicos foram investigados utilizando Inferência Bayesiana. Uma abordagem inovadora que não é apresentada na literatura. A matriz SNABP foi sintetizada com dopagem de íons de Yb3+ e/ou pontos quânticos de sais de chumbo e investigada. Essas amostras foram avaliadas quanto à possibilidade de desenvolvimento de dispositivos refrigeradores ópticos de estado sólido. Sendo essa a segunda inovação apresentada nessa tese. As amostras foram caracterizadas experimentalmente por medidas de densidade, índice de refração, absorção óptica, fotoluminescência, análise térmica diferencial e micro espectroscopia Raman. Os parâmetros de intensidade de JO, Ωλ, para amostras dopadas com Nd3+ e/ou co-dopadas com TiO2, se mostraram sensíveis às variações do campo cristalino, sugerindo que íons de TR podem atuar como sondas estruturais. As amostras dopadas com Yb3+ apresentaram cauda de refrigeração significativa, em torno de 1007 nm, revelando-se promissoras para aplicação em refrigeração óptica. Nanocristais de PbS foram sintetizados com sucesso e apresentaram propriedades de confinamento quântico, com o deslocamento da emissão para maiores comprimentos de onda em função do aumento do tamanho. Foi observado deslocamento Stokes relativamente grande (~140 nm), que pode comprometer a refrigeração óptica em PQs de PbS em específico. Contudo, a co-dopagem (PQs + Yb3+), mostrou-se interessante, uma vez que essas amostras apresentaram processo de transferência de energia (PQs→Yb3+) podendo potencializar a refrigeração óptica com íons de Yb3+ como centros refrigeradores. / In this study, oxide-based vitreous matrices were synthesized and investigated by the traditional fusion method and investigated by experimental measures, doped with rare earth ions (TR) and/or quantum dots (PQs) of lead salts. The LBA vitreous matrix was synthesized and doped with Nd3+ ions. The spectroscopic parameters were obtained by Judd-Ofelt (JO) theory using the least squares method. The LBA matrix doped with 2% Nd2O3 (fixed concentration) was co-doped with different TiO2 content, which is a variant of the crystalline field. The spectroscopic parameters were investigated using Bayesian inference as a new approach. An innovative approach that is not presented in the literature. The SNABP glass matrix was synthesized with Yb3+ ion and/or quantum dots of lead salts doping and investigated. These samples were evaluated for exploring the development of solid state optical refrigeration devices. This is another innovation presented in this thesis. The samples were experimentally characterized by mass density, refractive index, optical absorption, photoluminescence, differential thermal analysis and micro Raman spectroscopy measurements. The JO intensity parameters, Ωλ, for samples doped with Nd3+ and/or co-doped with TiO2, were sensitive to variations of the crystalline field, suggesting that TR ions could act as structural probes. Samples doped with Yb3+ showed significant refrigeration tail, around 1007 nm, suggesting promising application in optical refrigeration. Nanocrystals of PbS were successfully synthesized and presented quantum confinement properties as the emission shift for longer wavelengths as the size increases. A relatively large Stokes shift (~140 nm) was observed that could compromise optical cooling in PQs of PbS. However, the co-doping, QDs + Yb3+, proved to be of interest, once these samples showed energy transfer process (QDs→Yb3+) which could enhance optical refrigeration with Yb3+ ions as cooling centers.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2006. / Submitted by Natália Cristina Ramos dos Santos (nataliaguilera3@hotmail.com) on 2009-11-01T17:09:07Z No. of bitstreams: 1 2006_David Meister.pdf: 3317299 bytes, checksum: 1f62d470580160e5d1e6688e84cdffeb (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2009-11-10T11:16:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_David Meister.pdf: 3317299 bytes, checksum: 1f62d470580160e5d1e6688e84cdffeb (MD5) / Made available in DSpace on 2009-11-10T11:16:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_David Meister.pdf: 3317299 bytes, checksum: 1f62d470580160e5d1e6688e84cdffeb (MD5) Previous issue date: 2006-11-25 / O transformador é um dos elementos críticos de um sistema elétrico de potência e, desta forma, a rede é planejada segundo critérios de confiabilidade que visam assegurar a disponibilidade deste eleme nto mesmo na hipótese de contingências. Dada a importância do transformador para o sistema, justifica-se o investimento em estudos a fim de desenvolver modelos matemáticos para melhor compreender as características do equipamento. O modelo deve possuir duas características básicas e nem sempre conciliáveis: simplicidade das funções matemáticas e acurácia dos resultados. Na verdade, deve-se considerar na formulação do modelo uma relação de compromisso, na medida em que uma maior precisão numérica implica, geralmente, em sofisticação e aumento do custo analítico da solução. A metodologia utilizada no trabalho consistiu na realização dos tradicionais ensaios em vazio e em curto-circuito do transformador para determinação dos parâmetros do circuito equivalente e da resposta em freqüência do sistema. A seguir, procurou-se obter funções de aproximação polinomiais que representassem de maneira satisfatória o comportamento dos parâmetros do modelo desenvolvido. A solução dos sistemas de equações associados foi caracterizada como um Problema de Mínimos Quadrados Linear, pois deve-se minimizar a função objetivo residual que traduz o erro entre o valor real do parâmetro e as estimativas obtidas pelas funções de aproximação. A aplicação do Método dos Mínimos Quadrados possibilitou determinar funções de estimação ótimas para os parâmetros do circuito equivalente do transformador. A análise dos resultados obtidos permite inferir que os modelos desenvolvidos constituem boas representações para o transformador, pois há pequeno erro relativo entre as medidas reais advindas dos ensaios e aquelas estimadas com o uso dos polinômios de estimação. A conclusão principal foi que os parâmetros associados às perdas Joule, ao fluxo de dispersão e ao fluxo de magnetização são adequadamente representados por funções polinomiais de terceiro grau, ao passo que as perdas no núcleo são bem representadas por funções polinomiais de segundo grau. / The transformer is one of the critical elements of an electrical power system and, therefore, the network is planned according to confidence criteria in order to ensure the avaialability of this element even under constraints. Due to the importance of the transformer to the system, the investment in studies is justified in order to develop mathematical models for better understanding the equipment characteristics. The model must have two basic characteristics that are not always easy to conciliate: simplicity of the mathematical functions and accuracy of the results. In fact, a relation must be considered in the model formulation in the sense that a larger numerical precision implies, in general, in sophistication and increase of the analitical cost of the solution. The methodology used in this work consisted in the traditional open and short-circuit tests of the transformer to determine the equivalent circuit parameters and the frequency response of the system. After that, the task was to find approximation polynomial functions that should satisfactorily represent the parameters’ behavior of the developed model. The solution of the associated equations systems was characterized as a Linear Least Squares Problem, since the residual function, which represents the error between the real value of the parameter and the estimates obtained by the approximation functions, must be minimized. The use of Least Squares Method allowed the determination of the best approximation functions for the parameters of the equivale nt circuit of the transformer. The analysis of the obtained results leads to the conclusion that the developed models do constitute good representations to the transformer because there is little relative error between the real experimental values of the tests and those estimated with the use of polynomial estimation. The major conclusion was that the parameters associated to the Joule losses and to the dispersion and magnetization fluxes are reasonably represented by third degree polynomial functions and, besides, the core losses are well represented by second degree polynomial functions.

Nesta tese é apresentado um Filtro de Partículas Aperfeiçoado para o rastreamento de postura de robôs móveis utilizando odometria e leituras ambientais laser. O método consiste em realizar um predição da postura do robô utilizando o modelo cinemático (odométrico) para, com a postura predita, eliminar o clutter utilizando-se de janelas de validação. Com a Range-Weighted Hough Transform associada a um método de mínimos quadrados, obtêm-se, então, os parâmetros do modelo de observações que,subsequentemente, serão utilizados para atualizar a postura predita. As observações são assimiladas pelo algoritmo de estimação de postura que utiliza um método de amostragem por importância com reamostragem (ISIR) ou filtro de Partículas. O filtro proposto utiliza uma função de importância localmente otimizada e reamostragem de mínima variância para combater a degeneração de partículas, e um passo de movimento MCMC para restaurar a diversidade amostral perdida depois da reamostragem. Os resultados experimentais foram obtidos utilizando-se dados simulados e reais. O desempenho do filtro foi comparado com o filtro Bootstrap e filtro Estendido de Kalman. Para os dados simulados, as curvas de erro quadrático médio foram comparadas ao Limite Inferior de Cramér-Rao Posterior (PCRLB). Para os dados reais um erro médio temporal, baseado em uma trajetória de referência, foi estimado. Adicionalmente, também foram medidos os respectivos tempos de processamento dos algoritmos com diferentes números de partículas. Os resultados mostram que o filtro proposto obteve melhores desempenhos que os filtros Bootstrap e Estendido de Kalman. Mais ainda, devido ao seu bom desempenho com número reduzido de partículas, o filtro de Partículas Aperfeiçoado apresentou um tempo de processamento que possibilita implementação prática em cenários realísticos.

A espectroscopia por infravermelho tem se mostrado um poderoso instrumento no estudo de propriedades físicas de combustíveis, obtendo cada vez mais destaque no monitoramento da qualidade dos mesmos. Contudo, os instrumentos de laboratório não produzem estas propriedades como resposta, requerendo por sua vez a calibração de modelos que relacionem as medidas espectrais obtidas com os parâmetros de interesse. Neste trabalho, é estudado um método de calibração multivariada em que o conjunto de espectros original é pré-processado via transformação com pacotes wavelet, com estrutura de decomposição otimizada. Para tal fim, emprega-se um funcional custo adequado à natureza do problema. São avaliadas ainda algumas técnicas comuns para a filtragem, bem como alguns critérios de seleção de variáveis presentes na literatura. Tendo em vista a validação do método estudado, apresenta-se um estudo de caso envolvendo a determinação de massa específica e temperaturas para 10%, 50% e 90% de evaporados em amostras de gasolina. Neste estudo são comparados o desempenho dos modelos de Mínimos-Quadrados Parciais pré-processados com transformada de pacotes wavelet, transformada wavelet convencional e sem pré-processamento dos espectros. É apresentado ainda, um estudo comparativo entre os critérios de seleção de coeficientes por correlação e variância. Os resultados datécnica com transformada de pacotes wavelet, associada à seleção de coeficientes por correlação com a propriedade de interesse, se mostram superiores aos obtidos com as outras técnicas, propiciando uma melhora expressiva na capacidade preditiva dos modelos obtidos por Mínimos-Quadrados Parciais.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-10T19:26:20Z No. of bitstreams: 1 2017_TatianeSouzaGrobério.pdf: 7983031 bytes, checksum: 74fbf4855ae64c21f3c468efc2f13060 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-25T23:06:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_TatianeSouzaGrobério.pdf: 7983031 bytes, checksum: 74fbf4855ae64c21f3c468efc2f13060 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-25T23:06:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_TatianeSouzaGrobério.pdf: 7983031 bytes, checksum: 74fbf4855ae64c21f3c468efc2f13060 (MD5) Previous issue date: 2017-05-25 / É sabido que o abuso de drogas ilícitas constitui um problema social sério e de difícil solução. Dentre as drogas de abuso, a cocaína tem ocupado papel de destaque. A fim de tentar controlar e reduzir a disponibilidade da cocaína no mercado ilícito, diversos organismos de segurança pública nacionais e internacionais buscam estratégias para estabelecer a origem, principais métodos de refino e rotas mais comuns do tráfico de drogas. Tais objetivos podem ser alcançados por meio de investigações policiais e quimicamente através de análises que caracterizem a droga. A caracterização de uma amostra de cocaína é o processo que determina as suas principais propriedades físicas e químicas, revelando similaridades e diferenças entre apreensões. Neste trabalho, a caracterização química da amostra iniciou-se pela determinação da forma de apresentação da cocaína (sal ou base livre), do teor de cocaína, adulterantes e identificação do grau de oxidação em amostras de drogas utilizando espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier com acessório de reflexão total atenuada (FTIR-ATR, do inglês Fourier Transform Infrared Spectroscopy – Attenuated Total Reflectance), que é uma técnica mais simples, rápida, com maior facilidade de aplicação e menor custos que cromatografia gasosa, técnica utilizada em métodos de referência atualmente utilizado pela Polícia Federal Brasileira (PF). Esse método foi desenvolvido e validado com 1085 amostras reais de drogas apreendidas pela PF em todo o Brasil, das quais 500 foram selecionadas para o conjunto de calibração e 585 para o conjunto de validação para uma análise multivariada de regressão por mínimos quadrados parciais (PLSR, do inglês Partial Least Squares Regression). Obteve-se um erro médio de previsão de 3,0% (m/m), precisão de 2,0 e concentração mínima detectável de cocaína de 11,8% (m/m), em uma faixa de concentração variando de 24,2 a 99,9% (m/m). Os resultados indicaram que o método desenvolvido é capaz de discriminar entre o cloridrato de cocaína e as amostras de base livre, quantificar o conteúdo de cocaína e estimar a concentração dos principais adulterantes. Em uma segunda fase do trabalho, a caracterização química das amostras foi utilizada para identificar correlações entre apreensões de cocaína base livre sem o conhecimento a priori sobre a origem das amostras. Para isso, buscou-se determinar os solventes residuais com o uso do headspace associado à cromatografia gasosa e detecção por espectrometria de massas (HS-CG-EM). A análise de dados empregou a análise hierárquica de agrupamento (HCA, do inglês Hierarchical Cluster Analysis) e o quadrado da função cosseno. Estudos estatísticos apontaram valores limites que puderam III discriminar amostras como sendo “ligadas”, ou seja, correlacionadas em relação à forma de produção, permitindo estabelecer ligações entre apreensões de cocaína efetuadas em todo o Brasil. A metodologia desenvolvida para essa discriminação pôde ser considerada promissora, pois não necessita do conhecimento a priori da população de amostras e permite o ajuste dinâmico dos valores limites para diferentes conjuntos. / It is known that illicit drug abuse is a social problem and difficult to solve. Among the drugs of abuse, a cocaine has played a prominent role. In order to try to control and reduce the availability of cocaine in the illicit market, various public and international security agencies are looking for strategies to establish an origin, main refining methods and most common routes of drug trafficking. Such objectives can be seen through software investigations and analyze the aspects that characterize the drug. The characterization of a cocaine sample is the process that determines its main physical and chemical properties, revealing similarities and differences between seizures. In this work, the chemical characterization of the sample was initiated by determining the form of presentation of cocaine (salt or free base), cocaine content, adulterants and identification of the degree of oxidation in drug samples using infrared spectroscopy (FTIR-ATR), which is a simpler, faster, easier to apply and lower cost than gas chromatography, a technique used in reference methods currently used by the Brazilian Federal Police (BPF). This method was developed and validated with 1085 real drug samples seized by PF throughout Brazil, of which 500 were selected for the calibration set and 585 for the validation set for a multivariate analysis of partial least squares regression (PLSR). An average prediction error of 3.0% (w/w), precision of 2.0 and minimum detectable concentration of cocaine of 11.8% (w/w) was obtained in a concentration range ranging from 24.2 to 99.9% (w/w). The results indicated that the method was able to discriminate between cocaine hydrochloride and free base samples, to quantify the cocaine content and to estimate the concentration of the main adulterants. In a second phase of the study, the chemical characterization of the samples was used to identify correlations between free base cocaine seizures without a priori knowledge about the origin of the samples. The aim of this study was to determine residual solvents using headspace associated with gas chromatography and mass spectrometry detection (HS-CG-EM). The data analysis employed the hierarchical cluster analysis (HCA) and the square of the cosine function. Statistical studies pointed to limit values that could discriminate samples as being "linked", that is, correlated in relation to the form of production, allowing establishing links between seizures of cocaine made throughout Brazil. The methodology developed for this discrimination could be considered promising since it does not require a priori knowledge of the population of samples and allows the dynamic adjustment of the limit values for different sets of samples.

Durante os processos de inspeções e avaliações de integridade, cabe ao engenheiro decidir sobre a rejeição ou aprovação de defeitos encontrados em uma estrutura.Nestas circunstâncias, a padronização de procedimentos vinculados à mecânica da fratura tende a aumentar a disponibilidade operacional, reduzir o número de intervenções e garantir alto grau de segurança. Desta forma, apresentamos neste texto dois procedimentos para determinação do fator de intensidade de tensões. Primeiramente, será utilizado o procedimento inglês BS-7910 posteriormente, o fator de intensidade de tensões será obtido através do método de elementos finitos. Os resultados são comparados e discutidos possibilitando assim, razoável contribuição nas avaliações pela mecânica da fratura.

Normalmente, quando um avião é certificado para condições de "ditching" segundo o FAR25, ou é feito um teste com modelo em escala ou é usado dados de um outro avião similar já certificado para mostrar o atendimento aos requisitos. Às vezes, não há dado disponível para provar por similaridade e, portanto, o teste com modelo em escala se faz necessário, mas é bem conhecido que um teste de "ditching" custa tempo e dinheiro. Então, para evitar ou minimizar estes custos, decidiu-se por utilizar um programa de fluido-estrutura (Dytran) para simular um avião em condições de "ditching". Baseado em experiência anterior, o primeiro resultado da simulação estava coerente uma vez que o avião apresentou o comportamento de levantar o nariz. Porém as acelerações e a distribuição de pressão não estavam totalmente usáveis devido a um certo ruído numérico nos resultados. Como os resultados puros no CG - deslocamentos e rotações - estavam consistentes, foi aplicado o método de mínimos quadrados com restrições para encontrar as novas velocidades e acelerações suavizadas e, conseqüentemente, as forças e os momentos de contato teóricos no CG. Depois, foi elaborado um procedimento usando técnicas de suavização para tratar a distribuição de pressão original para todos os painéis do avião de tal forma que os esforços de contato resultantes fossem iguais aos teóricos. Finalmente, com os resultados filtrados, foram obtidos diagramas de esforços mais realísticos para alguns componentes do avião (fuselagem, asa e motor) e, assim, eles puderam ser comparados com os seus envelopes de carga final. Desta forma, será possível prever a seqüência de eventos, ou seja, qual componente vai quebrar primeiro ou ainda, com análises adicionais, será possível estabelecer a melhor combinação entre velocidade e ângulo de ataque para um procedimento de "ditching" mais seguro.

Esta tese envolve o uso de técnicas baseadas na teoria de wavelets, mais especificamente bancos de filtros de quadratura espelhada, para tratar problemas de colinearidade na calibração multivariada de análises instrumentais.As principais contribuições do trabalho consistem na formulação de bancos de filtros na forma matricial usualmente empregada em quimiometria e no desenvolvimento de técnicas para otimizar os filtros de acordo com uma dada matriz de sinais de calibração. Para isso, dois métodos são propostos.O primeiro método objetiva maximizar a concentração de variância nas variáveis resultantes da transformação realizada pelo banco de filtros, de modo que um número menor de variáveis seja necessário para explicar uma dada quantidade de variância. Esse método emprega uma parametrização ortogonal dos filtros para contornar as dificuldades causadas pelas restrições não-lineares impostas pela condição de reconstrução perfeita. O segundo método objetiva maximizar o ganho de codificação do banco de filtros. Para isso, é proposta uma extensão da abordagem de programação semi-infinita para projeto de bancos de filtros de quadratura espelhada. Nos dois métodos, a otimização é seguida de um algoritmo de seleção para escolher um subconjunto de variáveis com pequena colinearidade.Regressão por mínimos-quadrados é então utilizada para relacionar essas variáveis com as concentrações dos analitos nas amostras de calibração. Adicionalmente, é proposto um algoritmo sub-ótimo para o ajuste simultâneo dos filtros e da estrutura de árvore de decomposição.Para fins de ilustração, as técnicas propostas são aplicadas à determinação simultânea de Mn, Mo, Cr, Ni e Fe em amostras de ação usando dados obtidos com um sistema de detecção de baixa resolução baseado em um espectrômetro de plasma acoplado a um arranjo de fotodiodos.Os resultados são expressos em termos dos erros de predição em um conjunto de amostras de teste não incluídas no processo de modelamento. Os resultados obtidos com os bancos de filtros otimizados mostram-se melhores que os obtidos com filtros não-otimizados e também com Regressão em Componentes Principais e Mínimos-Quadrados Parciais, que são técnicas comumente usadas em quimiometria.