Orientador: Edmundo Capelas de Oliveira / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-15T07:12:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_FabioGrangeiro_M.pdf: 2473878 bytes, checksum: edf9dfdf8d0b07b971df24b68798f67f (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho é dada uma prova de equivalência entre diferentes formas de se escrever a lei de Faraday. a forma integral e a diferencial. Nosso objetivo é esclarecer alguns pontos relevantes da prova dessas equivalências que são normalmente apresentadas nos livros textos de Física apenas para casos muito particulares. Aqui apresentamos a derivação das ditas equivalências para uma situação geral. Incluímos também as ferramentas matemáticas necessárias para o tratamento rigoroso do nosso problema / Abstract: In this work we give a rigorous proof of the equivalence of some different forms of Faraday's law of induction clarifying some misconceptions on the subject and emphasizing that many derivations of this law appearing in textbooks and papers are only valid under very special circunstances and not satisfactory under a mathematical point of view. We include also the mathematical apparatus necessary for a rigorous presentation of our subject / Mestrado / Fisica-Matematica / Mestre em Matemática Universitária

Orientador: Leonardo de Souza Mendes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-24T11:34:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_SergioAntenorde_D.pdf: 4540873 bytes, checksum: 3ca0c6e6987e0376dfe4cf13e2294530 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho usa uma formulação volumétrica para calcular os campos gerados pela interação entre um corpo tridimensional e uma onda eletromagnética. Usamos o princípio equivalente para obter, das equações de Maxwell, uma equação integral que relaciona as correntes volumétricas equivalentes ao campo incidente. O método dos momentos é aplicado para transformar a equação integral em um sistema de equações algébricas, que pode ser resolvido numericamente. Para aplicar o método dos momentos expandimos as correntes equivalentes em termos de funções de base solenoidais. Estas funções não geram cargas espúrias dentro das regiões homogêneas do corpo, assim nós podemos aplicar o método a corpos com altos valores de constante dielétrica. As funções são definidas sobre tetraedros, o que permite uma melhor discretização do corpo. Até onde conhecemos, esta é a primeira vez que estas funções são usadas para analisar problemas harmônicos no tempo. Um novo método iterativo de solução da equação integral é desenvolvido. O método consiste em dividir o corpo em partes, cada uma com a sua matriz momento, que determina o campo induzido por uma excitação. A solução completa é construída pela interação entre todas as partes, sendo o campo incidente a excitação inicial. Apresentamos resultados mostrando a aplicabilidade da formulação com o uso das funções solenoidais e do método iterativo. Analisamos o espalhamento por um cubo dielétrico homogêneo e não homogêneo, esfera homogênea e não homogênea e por conjuntos de cubos. Os resultados concordaram com aqueles disponíveis na literatura e com os obtidos com o uso de funções pulso. No caso da esfera comparamos os resultados com os obtidos através da serie de Mie, com uma boa concordância / Abstract: This work deals with the use of a volume formulation to calculate the field distribution of tridimensional bodies. We use the equivalente principle to obtain, from Maxwell's equations, an integral equation that relates the equivalent volume polarization currents to the incident field. The method of moments is applied to transform the integral equation into a system of algebraic equations that can be solved numerically. To apply the method of moments we first expand the equivalent currents in terms of solenoidal basis functions. These functions do not generate spurious charges inside the homogeneous portion of body so we can apply this method to the bodies with high values of dielectric constant. The functions are defined on tetrahedrons permitting a better fitting of the object to be discretized. As far as we know, this is the first time that these functions are used to analyze time-harmonic problems. A new iterative method of solution of the integral equation is developed. The method consists in the division of the body in parts, with every part being characterized by a matrix moment that determines the induced field by excitation. The entire solution is built by interaction among the parts with the incident field like initial excitation. We present results showing the effectiveness of the formulation with the use of solenoidal iunctions. We analyze scattering by homogeneous and inhomogeneous dielectric cube, homogeneous and inhomogeneous sphere and by ensemble of cubes. The results are in good agreement with results found in the published literature and with those obtained using pulse basis functions. In the case of the sphere we compare the results with those obtained using the Mie's series / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Waldyr A. Rodrigues Jr / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica / Made available in DSpace on 2018-07-25T01:10:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moya_AntonioManuel_D.pdf: 2371692 bytes, checksum: 27c27783a7dad0ff9575696172177b9e (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Desenvolvemos o formalismo Lagrangiano para os chamados campos relativísticos utilizando o cálculo do espaço-tempo, i.e., um cálculo multivetorial baseado na álgebra do espaço-tempo. Derivamos rigorosamente a equação de campo, associada à Lagrangiana para um campo multivetorial (rotor ou spinor), a partir do princípio de mínima ação. Derivamos as fórmulas gerais para os extensores canônicos da energia-momento e do momento angular, e obtemos duas formas equivalentes para os correspondentes teoremas de conservação, com campos multivetoriais (rotores) e campos spinoriais tratados de um modo completamente unificado. Demonstramos que aparte antisimétrica do extensor de energia-momento é de grande importância no tratamento correto do momento angular, ela está relacionada à fonte do spin / Abstract: The Lagrangian formalism for the so-called relativistic fields is developed by using the space-time calculus, i.e., a multivector calculus based upon the space-time algebra. The field equation, associated to the Lagrangian for a multivector field (rotor or spinor), is rigorously derived from the least action principle. The general formulas for the canonical stress-energy and angular-momentum extensors are derived, and two equivalent forms for the corresponding conservation theorems are obtained, with multivector fields (rotors) and spinor fields treated in a unified way. It is demonstrated that the antisymmetric part in the stress-energy extensor is potentially important to the correct treatment of the angular-momentum, the one is related to the spin source / Doutorado / Fisica-Matematica / Doutor em Matemática Aplicada

Submitted by Rosana Moreira (rosanapsm@outlook.com) on 2018-07-18T20:55:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MetodologiasDiscretizacaoEspacial.pdf: 9447147 bytes, checksum: 60a544ba8385eaaffbff838a5ce9babe (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-07-19T12:24:01Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MetodologiasDiscretizacaoEspacial.pdf: 9447147 bytes, checksum: 60a544ba8385eaaffbff838a5ce9babe (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-19T12:24:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_MetodologiasDiscretizacaoEspacial.pdf: 9447147 bytes, checksum: 60a544ba8385eaaffbff838a5ce9babe (MD5) Previous issue date: 2017-12-04 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho, três novos métodos de interação entre partículas baseados na lei de Coulomb e potencial de Lennard-Jones foram desenvolvidos e computacionalmente implementados visando gerar discretização espacial totalmente meshless que possa ser aplicada ao Radial Point Interpolation Method (RPIM) na solução de equações diferenciais parciais. Estes novos métodos, chamados de Coulomb Law Discretization Method (CLDM), Electric Charge Gaussian Gradation Method (ECGGM) e Lennard-Jones Discretization Method (LJDM), empregam versões adaptadas de equações das forças vetoriais de Coulomb e Lennard-Jones para obter uma distribuição equilibrada de nós no espaço (estado de equilíbrio), com o intuito de alcançar alta qualidade na discretização espacial de estruturas complexas. Para este objetivo, uma nova métrica de qualidade é introduzida. O trabalho está apresentado na forma de agregação de três artigos cientí cos, os quais apresentam respectivamente os métodos: CLDM, ECGGM e LJDM. Os métodos RPIM e UPML (Uniaxial Perfectlly Matched Layers) são usados para resolver as equações de Maxwell no domínio do tempo para problemas 2D (modo TMz) e 3D. Os métodos CLDM, ECGGM e LJDM (cada um em conjunto com o método RPIM), são aplicados em problemas de espalhamento eletromagnético, com base em cilindros metálicos circulares, elípticos e triangulares (caso 2D). Para o caso 3D é aplicado o método LJDM/RPIM. Os resultados obtidos estão de acordo com soluções analíticas. / In this thesis, three new particle interaction methods based on the Coulomb's and Lennard- Jones' potentials have been developed (and computationally implemented), aiming to generate meshless spatial discretization which can be used to the Radial Point Interpolation Method (RPIM) for solving partial di erential equations. These new methods, called Coulomb Law Discretization Method (CLDM), Electric Charge Gaussian Gradation Method (ECGGM) e Lennard-Jones Discretization Method (LJDM),employ adapted versions of Coulomb's and Lennard-Jones' vector forces equations for obtaining a balanced distribution of nodes in space (equilibrium state), in order to achieve high discretization quality of space and complex structures. For this aim, a new quality metrics is introduced. This doctoral thesis is presented as an aggregation of three scienti c papers, which present respectively the methods: CLDM, ECGGM and LJDM. The RPIM and the uniaxial perfectly matched layers (UPML) are used for solving Maxwell's equations in time domain for 2D (TMz mode) and 3D problems. The CLDM, ECGGM and LJDM methods (each in conjunction with the RPIM method) are applied to electromagnetic scattering problems, based on circular, elliptic and triangular metal cylinders (2D case). The LJDM / RPIM method is applied to the 3D case. The obtained results are in accordance with analytical solutions.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:35Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-03-28Bitstream added on 2014-06-13T20:49:17Z : No. of bitstreams: 1 silvafilho_eb_me_ilha.pdf: 1002165 bytes, checksum: 7b47e608bd37c2b8a03cccc84f847230 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho analisa a aplicação em linhas de transmissão do método dos elementos de contorno para cálculo de potencial e campo elétrico, com um enfoque em eletrostática. O método dos elementos de contorno baseia-se numa formulação integral que elimina a discretização do domínio, restando apenas o contorno, permitindo o cálculo do potencial e do campo elétrico no contorno e na região estudada. O trabalho configura-se como uma revisão sobre eletrostática, ressaltando as equações de Laplace e Poisson, que serão utilizadas para encontrar as equações integrais do contorno. Há também vários tópicos relacionados ao campo elétrico de linhas de transmissão, bem como, ás normas brasileiras e recomendações internacionais que devem ser utilizadas no projeto de linhas de transmissão. O método dos elementos de contorno utiliza tais equações integrais para encontrar o potencial e o campo no contorno, e após conhecidos o potencial e o campo no contorno, pode-se aplicar o método em todo o domínio, obtendo o potencial e o campo. Para isso, apenas o contorno do domínio de interesse deve ser discretizado, o que trás uma enorme vantagem sobre os métodos que utilizam formulação diferencial. Neste trabalho, serão descritas as principais características do código computacional desenvolvido e suas sub-rotinas mais importantes. Para validar o programa, os resultados serão comparados com aqueles calculados por um procedimento analítico, sendo mostrada a eficiência da discretização do solo. São apresentados os resultados obtidos da análise do campo elétrico gerado por algumas silhuetas de linhas de transmissão. Os valores do campo elétrico gerado por estruturas compactas são comparados com estruturas convencionais e estruturas reduzidas (semi-compactas), também serão comparados os valores do gradiente de potencial na superfície dos condutores e suas capacitâncias equivalentes. / This paper analyses the application in transmission lines of the Boundary Element Method (BEM) of the calculation of potential and electric field, with a focus on electrostatic. The Boundary Element Method is based on an integral formulation that eliminates the discretisation of the domain, remaining only the contour, allowing the calculation of the potential and the electric field in the contour and in the region studied. The work is configured as revision on electrostatic, underscoring the equations of Laplace and Poisson, which will be used to find the integral equations of the contour. There are also several topics related to the electric field of transmission lines, as well as to the standards Brazilian and international recommendations to be used in the design of transmission lines. The Boundary Element Method uses such integral equations for finding the potential and electric field in the contour, and after having known the potential and electric field in the contour, the BEM can be applied in the whole domain, and getting the potential and electric field. Therefore, only the contours of the domain of interest should just be discretized, which backward an enormous advantage on the methods that use formulation differential. This paper will describe the main characteristics of computer code developed and their sub-routines more important. To validate the program, the results will be compared with those calculated by an analytic procedure, being shown the efficiency of discretisation of the soil. The results obtained from analysis of the electric field generated by some silhouettes of transmission lines are presented. The values of the electric field generated by compact structures are compared with conventional structures and reduced structures, also will be compared the values of the gradient of potential on the surface of the conductors and their equivalents capacitances.

Orientador: Luiz Fernando Bovolato / Banca: Sérgio Kurokawa / Banca: Afonso José do Prado / Resumo: Este trabalho analisa a aplicação em linhas de transmissão do método dos elementos de contorno para cálculo de potencial e campo elétrico, com um enfoque em eletrostática. O método dos elementos de contorno baseia-se numa formulação integral que elimina a discretização do domínio, restando apenas o contorno, permitindo o cálculo do potencial e do campo elétrico no contorno e na região estudada. O trabalho configura-se como uma revisão sobre eletrostática, ressaltando as equações de Laplace e Poisson, que serão utilizadas para encontrar as equações integrais do contorno. Há também vários tópicos relacionados ao campo elétrico de linhas de transmissão, bem como, ás normas brasileiras e recomendações internacionais que devem ser utilizadas no projeto de linhas de transmissão. O método dos elementos de contorno utiliza tais equações integrais para encontrar o potencial e o campo no contorno, e após conhecidos o potencial e o campo no contorno, pode-se aplicar o método em todo o domínio, obtendo o potencial e o campo. Para isso, apenas o contorno do domínio de interesse deve ser discretizado, o que trás uma enorme vantagem sobre os métodos que utilizam formulação diferencial. Neste trabalho, serão descritas as principais características do código computacional desenvolvido e suas sub-rotinas mais importantes. Para validar o programa, os resultados serão comparados com aqueles calculados por um procedimento analítico, sendo mostrada a eficiência da discretização do solo. São apresentados os resultados obtidos da análise do campo elétrico gerado por algumas silhuetas de linhas de transmissão. Os valores do campo elétrico gerado por estruturas compactas são comparados com estruturas convencionais e estruturas reduzidas (semi-compactas), também serão comparados os valores do gradiente de potencial na superfície dos condutores e suas capacitâncias equivalentes. / Abstract: This paper analyses the application in transmission lines of the Boundary Element Method (BEM) of the calculation of potential and electric field, with a focus on electrostatic. The Boundary Element Method is based on an integral formulation that eliminates the discretisation of the domain, remaining only the contour, allowing the calculation of the potential and the electric field in the contour and in the region studied. The work is configured as revision on electrostatic, underscoring the equations of Laplace and Poisson, which will be used to find the integral equations of the contour. There are also several topics related to the electric field of transmission lines, as well as to the standards Brazilian and international recommendations to be used in the design of transmission lines. The Boundary Element Method uses such integral equations for finding the potential and electric field in the contour, and after having known the potential and electric field in the contour, the BEM can be applied in the whole domain, and getting the potential and electric field. Therefore, only the contours of the domain of interest should just be discretized, which backward an enormous advantage on the methods that use formulation differential. This paper will describe the main characteristics of computer code developed and their sub-routines more important. To validate the program, the results will be compared with those calculated by an analytic procedure, being shown the efficiency of discretisation of the soil. The results obtained from analysis of the electric field generated by some silhouettes of transmission lines are presented. The values of the electric field generated by compact structures are compared with conventional structures and reduced structures, also will be compared the values of the gradient of potential on the surface of the conductors and their equivalents capacitances. / Mestre

Orientador: Hugo Enrique Hernandez Figueroa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T08:10:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_CarlosHenriquedaSilva_M.pdf: 1752834 bytes, checksum: 8ed5b0902bb130762ff802db03187fbb (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Esse trabalho tem por objetivo desenvolver soluções computacionais de alto desempenho a um baixo custo, seguindo as propostas incentivadoras do Governo Federal para adoção de software livre. Essas soluções possibilitam simular, de maneira eficiente, os domínios computacionais de médio e grande porte utilizados no eletromagnetismo computacional. Os bons resultados obtidos nesse trabalho mostram a importância e eficiência da computação massivamente paralela utilizando cluster Beowulf para o processamento do método FDTD aplicado em estruturas complexas, porém a um baixo custo financeiro. O desempenho desse sistema ficou comprovado na realização de experimentos para analisar a SAR na cabeça humana e estudar os efeitos de estruturas metamateriais / Abstract: This work has as objective to develop high performance computational solutions to a low cost, following the stimulated proposals of the Federal Government for adoption of free software. They make possible to simulate, in efficient way, the computational domains of middle and high size useful on the computational electromagnetism. The good results gotten in these work showed the importance and efficiency of the massive parallel computation using the Beowulf cluster for the process the FDTD method applied on complex structures, however to a low financial cost. The performance of this system was proved in the realization of experiments to analyze the SAR on the human head and to study the effects of metamarial structures / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica