Um Detector de Ondas Gravitacionais tipo Massa-Ressonante Esférico é otimizado. Primeiramente um modelo matemático para o detector com seis transdulatores indutivos supercondutivos de dois modos é usado para simular o desempenho de tal detector. Depois disso, um conjunto completo de experimentos para melhorar os fatores de qualidade mecânico e elétrico do transdutor e dos acoplamentos entre suas partes é mostrado e os resultados, discutidos. / A Spherical Resonant-Mass Detector of Gravitational Waves is optimized. First, a mathematical model for the detector with six inductive superconducting two-mode transducers is used to simulate the performance of such detector. After that, a complete set of experiments to improve the mechanical and the electrical quality factors of the materials and the transducer attachments is shown, and the results are discussed.

As ondas são uma das fontes energéticas mais importantes para a modelagem da geometria das costas em todo o mundo e constituem-se uma ameaça às obras costeiras e operações em mar aberto. O clima de ondas tem grande influência nos processos erosivos de uma praia com isso conhecer seu comportamento no tempo e no espaço é necessário para resolver as dinâmicas destes processos e também para a realização de obras costeiras, recuperação e reconstrução praial e operações em mar aberto. A profundidade de fechamento assim como o limite oceânico são parâmetros importantes para o estabelecimento dos limites de movimento dos sedimentos. Os objetivos deste trabalho são preencher as falhas de dados do ondógrafo, utilizando dois métodos estatísticos: regressão simples e regressão múltipla. E também calcular por meio de equações empíricas a profundidade de fechamento e o limite oceânico empregando-se os dados não preenchidos e os dados preenchidos. Este trabalho utilizou-se dados de um ondógrafo, coletados no ano de 2007 de Janeiro a Setembro na costa do litoral norte do Rio Grande do Sul. Para o preenchimento foi utilizado os métodos de regressão simples e múltipla utilizando dados do modelo WAVEWATCH III, procedentes do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos e da estação meteorológica de Tramandaí. Com base nestes dados foram calculados diversos parâmetros estatísticos para verificar qual dos métodos alcançou a melhor resposta para o preenchimento das falhas. A profundidade de fechamento e o limite oceânico foram calculados utilizando fórmulas empíricas de Hallermeier (1981) e Birkemeier (1985) tanto para os dados não preenchidos como para os dados preenchidos. Os resultados obtidos mostraram que a regressão múltipla apresentou um melhor preenchimento segundo os parâmetros estatísticos e que os valores da profundidade de fechamento variaram entre 6,87 e 4,84 m, 6,62 e 4,74 m, 6,74 e 4,82 m para os dados não preenchidos, regressão simples e múltipla respectivamente e entre 30,20 e 24,80 m, 30,57 e 25,39 m, 30,77 e 25,51 m para o limite oceânico. / The waves are one of the most important energy sources for modeling the geometry of the coasts in the world and constitute a threat to coastal works and operations in open sea. The wave climate has a great influence on the erosion of a beach to know that their behavior in time and space is needed to resolve the dynamics of these processes and also to carry out coastal works, rehabilitation and reconstruction Beach Grass and open ocean operations. The closure depth and seaward limit are important parameters for establishing the limits of movement of sediments. The objectives are to conduct filling the gaps of data waverider, using two statistical methods: simple regression and multiple regression. And also calculate by empirical equations the closure depth and seaward limit using the data has not been completed and the data completed. This study used data from a waverider, collected in 2007 from January to September in the northern coast of Rio Grande do Sul to the filling has been used methods of simple and multiple regression model using data from WAVEWATCH III, coming Center for Weather Forecasting and Climate Studies and the meteorological station of Tramandaí. Based on these data were calculated several statistical parameters to determine which of the methods achieved the best answer to fill the gaps. The closure depth and seaward limit were calculated using empirical formulas of Hallermeier (1981) and Birkemeier (1985) data for both unfilled and filled to the data. The results showed that multiple regression analysis showed a better filling according to statistical parameters and the values of the closure depth varied between 6.87 and 4.84 m, 6.62 m and 4.74, 6.74 and 4, 82 m for the data is not filled, simple and multiple regression, respectively, and between 30.20 and 24.80 m, 30.57 m and 25.39, 30.77 and 25.51 m for the seaward limit.

Resumo não disponível

O aproveitamento do recurso energético de ondas oceânicas constitui-se em uma real oportunidade para suprir parte das demandas energéticas em diversos países, visto que algumas localidades possuem notável potencial energético que pode ser aproveitado para geração de energia elétrica. Atualmente, os impactos ambientais têm limitado o crescente uso dos combustíveis fósseis para geração de calor, trabalho ou energia. Os elevados custos de investimento necessários para expansão do atual modelo de geração de energia, também configuram um cenário desafiador para os próximos anos. Sob esta perspectiva ambiental e econômica, o objetivo deste trabalho consiste em avaliar o recurso energético de ondas oceânicas e investigar a viabilidade do seu aproveitamento para atendimento das necessidades energéticas causando poucos impactos ambientais. Os dados de ondas utilizados nas avaliações foram coletados na zona marítima próxima ao Porto de Rio Grande durante os anos de 1996 a 1999, totalizando dezesseis meses de monitoramento da agitação marítima da região. O conjunto de dados foi tratado e agrupado mês a mês e nas quatro estações climáticas resultando informações de recurso energético mensal, sazonal e anual. A média anual encontrada foi de 8,6 kW por metro de frente de onda. Um breve estudo de viabilidade econômica revelou que é viável implantar uma usina para aproveitamento da energia de ondas com custos de investimento semelhantes aos atuais projetos de centrais eólicas no Brasil. O estudo também incluiu uma avaliação técnico-econômica para quatro alternativas de aproveitamento destacando as características técnicas e custos envolvidos na implantação das usinas. O trabalho conclui apresentando a alternativa mais viável para explorar este recurso energético, apontando que esta modalidade de geração de energia pode ser utilizada como importante ferramenta no desenvolvimento sustentável da região. / The exploitation of the ocean wave energy resource is in a real opportunity to meet the demands of energy in several countries, as some localities have considerable potential energy that can be used for generation of electricity. Currently, the environmental impacts have limited the increasing use of fossil fuels for generation of heat, work or energy. The high cost of investment needed for expansion of the current model of generation of energy, also set a scenario challenging for the next few years. Under this environmental approach and economic stability, the present study aims to evaluate the use of energy waves and investigate the feasibility of their use to meet energy needs while causing the least environmental impact. Data from waves used in assessments was collected in the ocean area near the Port of Rio Grande during the years of 1996 to 1999, totaling sixteen months of tracking the maritime unrest in the region. The dataset was treated and grouped month by month with the resulting four seasons of weather information on energy resources listed monthly, seasonally and annually. It found an average of 8,6 kW per meter of the wave front. A brief study of the economic viability revealed that it would be feasible to establish a plant with waves where the costs of investing in such a project would be comparable to the wind plants in Brazil. The study also covered an technical-economical assessment with four alternatives for use, highlighting the technical characteristics and costs involved in the deployment of plants. The study concludes by presenting a more viable alternative to exploit this energy resource, pointing out that this mode of generating energy can be used as an important tool in the sustainable development of the region.

A avaliação da solicitação produzida por explosões, assim como da resposta de estruturas, são temas de muito interesse na engenharia atualmente, tanto pela quantidade crescente de acidentes relacionados com explosões quanto pelas ações terroristas muitas vezes vinculadas a estes tipos de ações. Neste contexto, o presente trabalho tem por objetivo explorar técnicas de análise tanto na modelagem da excitação quanto na resposta de estruturas consideradas como alvos. Para isto, são utilizadas metodologias de diferentes tipos: implementações baseadas em sistema de elementos finitos comerciais como Ansys [2000] e LS-Dyna [2003] e técnicas simplificativas que permitem realizar uma avaliação preliminar. As aplicações consideradas são indicadas a seguir: • Análise da Resposta de Estruturas Laminares Submetidas à Ação de Cargas Explosivas: determina-se a pressão produzida por explosivos sólidos a certa distância do epicentro, através de métodos simplificados, determinando a resposta esperada em placas retangulares; • Efeito da Pressão Interna em Vasos de Pressão (Extintores de Incêndio): comparando resultados numéricos e experimentais verifica-se a influência da pressão interna nas propriedades dinâmicas do sistema; • Estudo de Um Vaso Esférico de GLP Sob Ação de Uma Carga Explosiva: aplica-se a ação de uma onda explosiva produzida por um gás inflamável pesado sobre uma estrutura de vaso de pressão esférico com fluido e gás em seu interior, determinando sua resposta, avaliando também a influência de diferentes quantidades de líquido e pressão interna na resposta da estrutura; • Modelamento de uma Camada de Solo / Propagação das Ondas: verifica-se o comportamento da propagação de ondas em um meio elástico, comparando valores encontrados em testes experimentais. Analisa-se numericamente o efeito da inserção de uma valeta na atenuação de tais ondas; • Simulação Numérica Completa de uma Explosão: modela-se um semi-espaço submetido à ação de um explosivo sólido sobre sua superfície, avaliando os campos de pressão gerados. Ao final de cada aplicação são apresentadas conclusões parciais obtidas e as possibilidades de trabalhos futuros vislumbrados. Finalmente, conclui-se que as técnicas empregadas para as simulações são extremamente eficientes, considerando conhecidos todos os parâmetros envolvidos em cada modelo. Neste ponto é fundamental o trabalho do engenheiro, utilizando-se de seus conhecimentos técnicos para transformação do evento real em um modelo numérico, considerando e selecionando as simplificações necessárias.

Resumo não disponível.

O espalhamento acústico por uma superfície continuamente diferenciável mas com tangente fractal, o chamado caso tipo III, primeiramente introduzido por Jakeman em [27] e [26], tem sido tratado computacionalmente para perturbações ásperas de superfícies planas e ilimitadas. O presente trabalho analisa teoricamente o espalhamento acústico de uma perturbação aleatória áspera de tipo III de um círculo, utilizando o método de campo nulo e aproximações assintóticas. Os resultados principais são: uma expressão assintótica de baixa ordem para a onda espalhada e o padrão de campo distante. Pela falta de artigos e livros tratando este tópico, o presente trabalho pretende servir como base para futuros trabalhos. / The acoustic scattering by continuously differentiable surface but with fractal tangent, the so-called type III case, first introduced by Jakeman in [27] and [26], has been treated computationally for rough perturbations of plane unbounded regions. The present work analises theorically the acoustic scattering of a random rough perturbation of type III of a circle, using the null field method and asymptotic techniques. The principal results are: an asymptotic expression of low order for the scattered wave and the far field pattern. Due to the lack of papers and books dealing with this topic the present work pretends to serve as a basis for future works.

Made available in DSpace on 2018-08-24T22:53:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_3683_Dissertação_Prussia_Pestana_AGO2009_versao1.pdf: 4871116 bytes, checksum: 7083f3c9c137b98efd551657841484f6 (MD5) Previous issue date: 2009-08-24 / Informações sobre a estatística de longo período das ondas e do estado de agitação marítima em regiões oceânicas offshore não são facilmente extrapoladas para os ambientes costeiros, uma vez que as ondas ao se propagarem em direção à costa sofrem transformações devido às interações com as feições topográficas do leito marinho, ilhas e com a geometria da linha de costa. O clima de ondas superficiais de gravidade é avaliado na região do Oceano Atlântico adjacente ao estado do Espírito Santo, Brasil, usando dados de re-análise de onda de 45 anos do European Center for Medium-range Weather Forecast ECMWF. Na determinação do clima de ondas é usado o método estatístico de aproximação de distribuição inicial. Os resultados para o clima de ondas de 45 anos, chamado de clima geral, mostram que há uma predominância de ondas provenientes do quadrante sudeste (90° a 180°). Este mesmo comportamento direcional das ondas também é encontrado no clima sazonal, a exceção ocorre no clima do verão onde a predominância das ondas é do quadrante nordeste (0° a 90°). As alturas significativas mais frequentes do clima geral está na faixa de 1m a 2m e os Tm na faixa de 7s a 8s. As climatologias de verão e outono apresentam Hs típicas na faixa de 1,0m a 1,5m e as de inverno e primavera apresentam Hs típicas na faixa de 1,5m a 2,0m. Os Tm típicos da climatologia de verão e primavera encontram-se na faixa de 7s a 8s, já os de outono e inverno entre 8s a 9s. A potencialidade dos modelos espectrais de ondas, usados para realizar a propagação das ondas desde regiões offshore até regiões próximas à costa, é avaliada para o sistema de modelos Wavewatch III WW3 e SWAN. O modelo WW3 é usado para levar as ondas desde a zona de geração até a plataforma continental. O modelo SWAN é usado para levar as ondas desde a plataforma até a região costeira da baía do Espírito Santo, ES. Ambos os modelos usaram a técnica de múltiplas grades. A potencialidade de se usar estes modelos é avaliada pela comparação dos resultados das simulações numéricas com dados experimentais. Os resultados da comparação mostraram uma correlação superior a 0,9 para a altura significativa. A menor correlação foi encontrada para a direção.

Orientador: Ivan de Araujo Simões Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-07-21T05:32:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Abreu_CarlosEduardoBorgesdeSalles_M.pdf: 3212717 bytes, checksum: 2cad32beb8914cb4cec71769c29fb14b (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: A presença de fraturas em reservatórios portadores de petróleo impõe ao meio um sistema adicional de poros idade, conduzindo assim a uma anisotropia de permeabilidade. A descrição deste sistema de fraturas, a partir da determinação de suas direções preferenciais e de sua densidade, é de fundamental importância para o desenvolvimento e para a gerência da lavra de petróleo, principalmente para o posicionamento de poços horizontais. Na presente tese, buscou-se avaliar sob que condições de aquisição, considerando-se uma geometria de Perfil Sísmico Vertical, pode-se garantir a obtenção de dados sísmicos que permitam inferir as direções preferenciais de fraturamento a partir dos dados de polarização de ondas quase-cisalhantes qS 1 e qS2. Para tanto, considerou-se um modelo geológico composto por quatro camadas plano-horizontais, onde somente o meio fraturado foi assumido anisotrópico. Os dados utilizados na modelagem sísmica referem-se a um reservatório carbonático fraturado situado no Campo de Enchova, Bacia de Campos, e incluem, entre outras, informações de perfis de poços, análises de velocidade, e dados petrofisicos de laboratório. A determinação dos parâmetros elásticos do meio equivalente anisotrópico ao reservatório fraturado foi conduzida utilizando-se a abordagem proposta por Hudson (1980, 1981), que considera fraturas planas, circulares, alinhadas ou aleatoriamente dispersas, com baixas densidade de fraturamento e razão de aspecto. Tal abordagem permite avaliar as respostas da propagação de ondas em um meio isotrópico heterogêneo, substituindo-o por um ànisotrópico homogêneo, reduzindo assim as complexidades associadas à propagação em meios heterogêneos. A modelagem sísmica foi conduzida utilizando-se o programa ANRAY89 (Gajewski & Pseník, 1989), e permitiu determinar, além da geometria de aquisição que fornecesse a máxima conversão da onda P em onda S, as direções principais de fraturamento do meio reservatório modelado. Com base nestas informações, é possível afirmar que a análise de dados de polarização pode ser inconclusiva caso somente dois perfis sísmicos com azimutes fonte-receptor ortogonais sejam utilizados, sendo necessária a avaliação de, no mínimo, três azimutes fonte-receptor. Observou-se ainda a maior sensibilidade dos dados de polarização às variações impostas à densidade de fraturamento quando comparada com as variações de razão de aspecto / Abstract: Fractured reservoirs commonly present a dual porosity system, which combined, usually lead to penneability anisotropy. An optimum development project, based on the best location of producing and injector wells and on the correct orientation of horizontal drilling, depends, therefore, on the detailed knowledge of fracture orientation and density. The main task of this thesis was to evaluate the conditions under which the seismic data, considering a VSP acquisition geometry, could be used to infer the fracture main direction, using polarization analysis from qS 1 and qS2 waves. A four-Iayer plane-horizontal geological model was considered, one ofwhich anisotropic; representing the fractured reservoir. The data under consideration refers to a fractured limestone reservo ir from the Enchova Field, Campos Basin, and includes well logs, velocity analysis functions and petrophysical data, among others. The Hudson's equivalent media approach (198O, 1981) was used to compute the reservoir elastic parameters. Lt considers flat, circular, aligned or randomly oriented fracture system, with low fracture density and aspect ratio. This approach enables the study of the wave propagation response in a inhomogeneous isotropic media, which is replaced by a homogeneous anisotropic one, reducing the mathematical complexities related to wave propagation in heterogeneous media. The seismic modeling, using ANRA Y89 (Gajewski & Psenk, 1989) ray-tracing code, revealed the optimum acquisition configuration that enables the maximum P to S conversion, and also the reservo ir main fracture direction by means of quasi-shear waves polarization diagrams analysis. Based on this information, it is possible to state that, considering only two orthogonal seismic profiles, the results obtained may be non-conclusive, being necessary to evaluate at least three distinct source-receiver azimuths to ensure that fracture main direction can be obtained. Another issue is the greater sensitivity of polarization data on fracture density variations when compared to aspect ratio variations / Mestrado / Mestre em Geoengenharia de Reservatorios

Orientador: Paulo Hiroshi Sakanaka / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-07-22T04:45:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ochi_MarciaMidori_D.pdf: 3318360 bytes, checksum: 3de46bacee23197a9068fd277960c634 (MD5) Previous issue date: 1997 / Resumo: Esta tese tem por objetivo central apresentar os resultados da análise espectral Magnetohidrodinâmica (MHD)ideal em tubos de fluxo magnético de duas camadas com variação radial. As duas camadas representam regiões de plasma com características físicas distintas, encontrando muitas aplicações astrofísicas. Nesta tese, ênfase é dada ao estudo das oscilações em tubos de fluxo magnético solares. Um código numérico foi desenvolvido para a obtenção das soluções da chamada equação de Hain-Lüst com adequadas condições de contorno. Os modos podem apresentar natureza MHD (Alfvén, magnetossônico lento ou rápido) e caráter evanescente/oscilatório distintos para as duas camadas de plasma. Isto resulta em uma ampla gama de novos modos combinados, em especial os modos combinados Alfvén superficial-magnetossônico rápido que aparecem entre os dois ramos do contínuo de Alfvén e que apresentam característica oscilatória somente na camada externa. Aplicações ao estudo das oscilações em manchas solares e em arcos coronais são apresentadas. Na primeira aplicação, as duas camadas representam a umbra e a penumbra e na segunda, o arco coronal e sua vizinhança formada por outros tubos de fluxo mais tênues. Em manchas solares, pela primeira vez na literatura, as oscilações da umbra e da penumbra são analisadas como respostas a perturbações do sistema global umbra mais penumbra. A natureza das oscilações é estudada em regimes de altos e baixos valores da razão entre as pressões cinética.e magnética. Quanto aos arcos coronais, o modelo descreve muito bem as oscilações com períodos na faixa de frações de segundo a alguns segundos que são observadas na coroa solar. Em ambos os casos, discute-se o efeito da escolha das condições de contorno sobre as características gerais do espectro / Abstract: In this work, we present the ideal magnetohydrodynamic (MHD) spectral analysis of a two-layered magnetic flux tube with radial variations. The two layers represent two regions with different physical characteristics and find many applications in astrophysical systems. Here we concentrate our attention on the study of solar magnetic flux tube oscillations. A numerical code was developed in order to obtain the solutions of the Hain-Lüst equation with appropriate boundary conditions. This equation results from the linearization of the ideal MHD equations in cylindrical coordinates when the static equilibrium profiles depend only on the radius. The discrete modes can exhibit different MHD nature (Alfvén, slow or fast magnetosonic) and also distinct evanescent/oscillatory character in each plasma layer. This results in a wide variety of combined modes, where emphasis is given to the new modes called Alfvén surface-fast magnetosonic modes. They appear in between the two branches of the Alfvén continuum and present oscillatory behaviour only in the outer layer . Applications to sunspot and coronal loop oscillations are presented. In the former, the two layers represent the umbra and penumbra, and in the latter, the coronal loop and surrounding fainter magnetic flux tubes. We treat two distinct sunspot regions coherently in one composite structure in contrast to previous works. The umbral and penumbral oscillations are then described as composite oscillation modes. Two regimes are investigated: low and high b regimes. Good results are also obtained for coronal oscillations in the range of some seconds, which are observed in the solar corona. In both applications, we discuss the inftuence of the boundary conditions on the results / Doutorado / Física / Doutor em Ciências