Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Matemáticas Aplicadas / Extreme waves generated in the ocean are of high importance because various maritime structures in the world, including ships, are confronted to this type of wave events, both in deep waters and in coastal areas. Some extreme waves correspond to wave phenomena generated in an atypical way in the ocean, also called monster waves, freak waves, rogue waves, extreme waves, solitons etc., since their generation differs from the common waves generated by wind. Assuming a slightly compressible ocean, the generation and analysis of acoustic-gravity waves (AGW or acoustic waves) in the ocean have been the subject of study for some time, because from them it is possible to obtain some information from the gravity wave, in this case a extreme wave that have generated them, and also to know other kind of phenomena induced by these AGW, as is the case of the bottom pressure. In the present work, a mathematical model has been developed which represents the generation and propagation of an extreme wave represented by a pressure change in the surface of the ocean considering compressible fluid, from which the generation and propagation of acoustic waves is induced. Since sound travels at a speed of 1500 m/s in the ocean, these waves arrive first at any observation point, allowing early detection of the extreme wave from the pressure in the oceanic bottom due to propagation of the acoustic wave. The theoretical development and two-dimensional numerical simulations are presented in the document. The implementation of this methodology and its results is relevant in the field of civil and maritime engineering in Chile since its high potential in coastal zones, due to the fact that for some years, the frequency of extreme wave events has been seen increased, and having an alternative detection system for extreme wave events can become a relevant factor in coastal management and natural disasters services. It is important to mention that this type of work has not been developed previously in Chile. / proyectos Centros de Excelencia Basal Conicyt PIA AFB 170001 CMM & UMI-CNRS 2807 y Fondecyt Regular 1171854

CAPES / Este trabalho descreve a caracterização de ondas acústicas flexurais que se propagam em fibras de cristal fotônico, nas quais estão gravadas Redes de Bragg, e que são excitadas com auxílio de um modulador acusto-óptico. Para sua medida foi desenvolvido um sistema óptico interferométrico, que permitiu a detecção das deflexões mecânicas do transdutor piezoelétrico e da fibra. Medidas da frequência e do período permitiram estimar a velocidade de fase das ondas acústicas flexurais. As ressonâncias do transdutor são verificadas até uma frequência de excitação de 1 MHz. Resultados de medidas realizadas em fibras monomodo convencionais também são apresentados, e as velocidades de fase estimadas são comparadas entre os dois tipos de fibra. / This work describes the characterization of flexural acoustic waves propagating in Photonic Crystal Fibers with inscribed Bragg gratings, which are excited by means of an acoustic-optic modulator. An interferometric optical system was developed in order to measure the flexural deformations of the piezoelectric transducer and of the fiber. Measurements of the excitation frequency and period allowed the phase velocity estimation of the flexural acoustic waves. The transducer resonances are checked up to an excitation frequency of 1 MHz. Measured values obtained in standard single mode fibers are also presented and the estimated phase velocities between both types of fibers are compared.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T20:30:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 105509.pdf: 3498498 bytes, checksum: 7883fc3efa975746a88e4cefc44f91e2 (MD5) Previous issue date: 1996 / Análise dos conceitos que regem a propagação de potência em componentes estruturais tipo barras e vigas, essenciais na identificação de fontes de energia e dos principais caminhos de propagação. É apresentada uma formulação baseada nos conceitos de reciprocidade, que permite a determinação do fluxo de potência em componentes acoplados considerando a união como rígida e flexível. Os resultados analíticos são comparados aos obtidos experimentalmente através do método da intensidade estrutural.

Orientador: Gilberto Medeiros Kremer / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: Ao longo deste trabalho tivemos três objetivos: (i) primeiramente determinamos as equações de Burnett em segunda ordem para um gás único relativístico com base na teoria cinética e no método dos momentos de Grad. Fizemos uma análise detalhada para todos os coeficientes da pressão dinâmica, fluxo de calor e do deviante do tensor pressão, expandindo estes coeficientes para os casos de temperaturas altas e baixas respectivamente. A seguir verificamos que os resultados obtidos para todos os coeficientes, no limite não-relativístico, concordam com os resultados obtidos por Wang Chang e Uhlenbeck; (ii) em seguida determinamos novamente as equações de Burnett relativísticas empregando agora o modelo cinético de Anderson e Witting e comparamos os resultados obtidos para os coeficientes de transporte com o método dos momentos de Grad. O modelo cinético de Anderson e Witting e uma boa aproximação para os resultados encontrados pelo método de Grad no caso ultra-relativístico; (iii) e finalmente, como uma aplicação dos resultados encontrados, fizemos uma análise para a propagação de ondas sonoras para os casos de cinco campos e quatorze campos. A seguir fizemos uma análise gráfica para a velocidade de fase e para a absorção das ondas sonoras analisando os limites não-relativístico e ultra-relativístico. / Abstract: In the course of this work we have three objectives: (i) firstly we obtained the relativistic second order Burnett equations for a single-component gas on the basis of kinetic theory and Grad’s moment method. We did a detailed analysis of the coefficients of dynamic pressure, heat flux and pressure deviator, making their expansions for the non-relativistic and ultra-relativistic cases. Then we verified that our results agree with Wang Chang and Uhlenbeck’s results, on the non-relativistic limit; (ii) next, we obtained the relativistic second order Burnett equations for a single-component gas on the basis of the kinetic model of Anderson and Witting and we compared the transport coefficients with results obtained by the Grad’s moment method. The kinetic model of Anderson and Witting is a good approximation for the Grad’s moment method in the ultra-relativistic limit. (iii) finally, as an application of our results, we analysed the propagation of sound in the case of five and fourteen fields. Plots of the phase velocity and absorption of sound are given together with their non-relativistic and ultra-relativistic limits.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Instituto de Física, Instituto de Química, 2010. / Submitted by samara castro (sammy_roberta7@hotmail.com) on 2011-01-18T18:02:50Z No. of bitstreams: 1 2010_MarceloMonteiroPinto.pdf: 2147266 bytes, checksum: 90f0fc9dcfcd12edfd78bf67b6adc802 (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2011-01-25T11:18:01Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_MarceloMonteiroPinto.pdf: 2147266 bytes, checksum: 90f0fc9dcfcd12edfd78bf67b6adc802 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-01-25T11:18:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_MarceloMonteiroPinto.pdf: 2147266 bytes, checksum: 90f0fc9dcfcd12edfd78bf67b6adc802 (MD5) / A observação de que a Física Ondulatória, principalmente a que envolve os instrumentos musicais, é pouco trabalhada no ensino médio público e ainda menos na Educação de Jovens e Adultos nos levou a procurar estratégias a fim de auxiliar na mudança deste quadro. Nesta pesquisa, essencialmente qualitativa, utilizamos o auxílio de aparatos tecnológicos como vídeos interativos, a Internet, softwares, gravadores e produtores de sons, e, sobretudo, instrumentos musicais em sala de aula, na implementação de uma estratégia de ensino, embasada na Teoria dos Campos Conceituais de Gerard Vergnaud e na Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel. A partir da intervenção estruturada sobre estes fundamentos e respeitando as características dos alunos Jovens e Adultos e da estrutura escolar que os atende, obtivemos avanço em termos de aprendizagem, ainda que discreto. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The observation that the Physics of Waves, especially the one involving musical instruments, is not much worked in the public high school and even less in the Education of Young and Adult led us to seek strategies to help change this situation. In this research, mainly qualitative, we used the aid of technological devices such as interactive video, Internet, software, writers and producers of sound and, above all, musical instruments in the classroom to implement the education strategy, based on the Theory of Conceptual Fields of Gerard Vergnaud and Meaningful Learning Theory of David Ausubel. From the structured intervention on these grounds and respecting the characteristics of youth and adult students and the school structure that meets the obtained improvement in terms of learning, yet discreet.

Orientador: José Roberto de França Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-16T12:19:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coser_LucasFernando_M.pdf: 3895849 bytes, checksum: 203a0d7be9958aaa628e2b404ad566a9 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Duas abordagens para a simulação do campo sonoro produzido por um arranjo esférico de alto-falantes são apresentadas e comparadas a resultados experimentais. Na primeira, modos estruturais obtidos da analise modal experimental da membrana são usados em simulações vibroacusticas por elementos de contorno no software LMS Virtual.Lab®. Na segunda, adota-se uma solução analítica baseada na expansão dos harmônicos esféricos de um padrão de velocidades sobre uma calota esférica. Os resultados são apresentados em termos de potencia sonora e de padrões de diretividade para o arranjo. No primeiro caso, são observadas as mesmas tendências na faixa de baixa freqüência em todas as curvas analisadas, havendo distorções consideráveis na faixa de alta freqüência para a solução analítica devido ao fato desta não incluir os efeitos dos modos estruturais da membrana. Por outro lado, os padrões de diretividade demonstram um alto grau de similaridade em todos os casos analisados e não são fortemente afetados pelos modos estruturais da membrana. As diferenças observadas nos resultados e as amplificações não realistas nas curvas de potencia sonora das simulações são causadas por três fatores principais: modos de cavidade acústica do arranjo esférico, desconsideração do acoplamento acústico entre os alto-falantes durante seus funcionamentos e utilização de um mesmo conjunto de FRFs para todos os alto-falantes. De uma forma geral, pode-se dizer que a simulação usando o modelo de membrana flexível melhora consideravelmente a previsão da potencia sonora na alta freqüência, o que não pode ser obtido com o modelo analítico comumente usado na analise de arranjos esféricos de alto-falantes / Abstract: Two approaches for sound field prediction of a spherical loudspeaker array operation are presented and compared to experimental measurements. In the first, real membrane modes from experimental modal analysis are used as input for BEM vibroacoustic simulations using LMS Virtual.Lab® software. In the second, an analytical solution based on the spherical harmonic expansion of an idealized velocity pattern over the spherical array is used. Results are presented in terms of sound power and directivity patterns, showing that the former has the same trend in all comparisons for the low frequency range, and that the analytical solution cannot be used for the high frequency range since it does not include the effect of the flexible membrane modes. Directivity patterns, however, show a good degree of similarity in all cases, and are not strongly affected by the flexible membrane modes. The differences found in the results and the unrealistic amplifications in the sound power curves from the simulations are caused mainly by three factors: acoustic cavity modes of the array, neglecting the acoustic coupling among loudspeakers for the operating condition and utilization of the same set of FRFs for all loudspeakers in the array. In a general way, it can be said that the flexible membrane modeling improves considerably the prediction of radiated sound power in the high frequency range, which cannot be obtained by the analytical model commonly used in the analysis of spherical loudspeaker arrays / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Due to the worldwide people ageing phenomenon, the health care at home (home care), a more humanized and cost saving method, for elderly people and long term care, is nowadays more and more usual. The problem is to assure prompt help when needed. A surveillance system can be the solution to improve caregiver awareness and patient safeness. This work investigates the possibility of indoor sounds direction of arrival detection, selection and determination, attempting to find out signals of a patient fall or collapse. The sounds after an acoustic event are recorded using a microphone array. If they pass the selection criteria, they are processed by a Direction of Arrival (DOA) detection algorithm. Five DOA algorithms were implemented and evaluated empirically. Three of them are already known, nominally, Generalized Cross Correlation (GCC), Generalized Cross Correlation - Phase Transform (GCC-PHAT), Degenerate Unmixing and Estimation Technique (DUET), and two are proposed at this work, Atack Border Detector and Spectrogram Technique. Performances were evaluated by taking the home care perspective into account. / Devido ao fenômeno global do envelhecimento da populacão, o tratamento domiciliar - home care - torna-se mais comum a cada dia, especialmente para os casos de tratamentos longos, por tratar-se de um método terapêutico mais humano e econômico. O problema decorrente desta prática é como assegurar uma rápida intervenção caso necessário. Um sistema de vigilância médica pode ser a solução para manter os cuidadores informados e aumentar a segurança dos pacientes. Neste trabalho é investigada a possibilidade de se detectar, selecionar e determinar a direção de chegada de sons recebidos por sensores instalados em um ambiente interno, com o objetivo de diagnosticar uma situacão de emergência, tal como uma queda do paciente. Usando um arranjo de microfones, após a detecção de um evento acústico alvo, os sons são gravados para análise. Ao passarem pelo critério de seleção, os sons são processados por um algoritmo de estimação de ângulo de chegada - Direction of Arrival (DOA). Cinco estimadores de DOA foram implementados e comparados empiricamente, sendo tr es existentes, a saber, a Correlacão Cruzada Generalizada - Generalized Cross Correlation - (GCC), a Correlação Cruzada Generalizada com Transformação de Fase - Generalized Cross Correlation - Phase Transform - (GCC-PHAT), a Técnica de Estimação e Separação de Sinais Degenerados - Degenerate Unmixing and Estimation Technique - (DUET); e dois novos algoritmos propostos neste trabalho, tendo sido denominados Detector de Borda de Ataque e Técnica do Espectrograma. Ao final, através da perspectiva da televigilância médica, avaliou-se o desempenho dos mesmos.

Many pathological conditions are closely related with an increase in tissue sti ness. For many years, experts performed manual palpation in order to measure elasticity changes, however, this method can only be applied on superficial areas of the human body and provides crude sti ness estimation. Elastography is a technique that attempts to characterize the elastic properties of tissue in order to provide additional and useful information for clinical diagnosis. For more than twenty years, di erent research groups have developed various elastography modalities with a strong interest for quantitative images during the last decade. Recently, comparative studies among di erent elastographic techniques have been performed in order to better characterize biomaterials, to cross-validate several shear wave elastographic modalities and to study the factors that influence their precision and accuracy. This comparison works may contribute to achieve standardization in quantitative elastography and their use in commercial equipment for their application in human patients. However, there is still a limited literature in the field of quantitative elastography modalities comparisons. This thesis focuses on the comparison between two elastographic techniques: crawling wave sonoelastography (CWS) and single tracking location-acoustic radiation force impulse (STL-ARFI). The comparison shows the estimation of the shear wave speed (SWS), lateral resolution, contrast and contrast-to-noise ratio (CNR) in homogeneous and inhomogeneous phantoms using both techniques. The SWS values obtained with both modalities are validated with mechanical measurements that are considered as ground truth. The SWS results for the three di erent homogeneous phantoms (10%, 13%, and 16% gelatin concentrations), show good agreement between CWS, STL-ARFI and mechanical measurements as a function of frequency. The maximum accuracy errors obtained with CWS were 2.52%, 1.63% and 2.26%. For STL-ARFI, the maximum errors were 6.22%, 5.63% and 4.08% for the 10%,13% and 16% gelatin phantom respectively. For lateral resolution, contrast and CNR estimated in the inhomogeneous phantoms, it can be seen that for vibration frequencies higher than 340 Hz, CWS presents better results than the obtained with STL-ARFI using distances between the push beams ( x) higher than 4 mm. However, using these vibration frequencies will not be feasible for in vivo tissues due to attenuation problems. It that sense, for lower vibration frequencies than 300 Hz and x among 3 mm and 6 mm, comparable lateral resolution, contrast and CNR was obtained. Finally, the results of this study contribute to the data currently available for comparing elastographic techniques. Moreover, the methodology implemented in this document may be helpful for future standardization for di erent elastographic modalities. / Tesis

A coifa do Veículo Lançador de Satélites (VLS) é o objeto do estudo do sistema acusto-estrutural em questão. A partir da teoria da análise vibroacústica acoplada, deriva-se para o problema da coifa, onde técnicas determinísticas como Método dos Elementos Finitos (FEM) e Método dos Elementos de Contorno (BEM), de análise em baixa freqüência, e a técnica da Análise Estatística Energética (SEA), em altas freqüências, são aplicadas.Através do valor estimado do ruído acústico global de 160 dB, gerado durante a decolagem do VLS, o modelo vibroacústico é excitado e as respostas médias estrutural e acústica são determinadas, utilizando-se as técnicas de análise por acoplamento, descritas acima. As limitações de cada técnica de análise são descritas e um método alternativo de modelagem do sistema elasto-acústico é proposto, para atingir-se níveis aceitáveis de tempo de processamento, acuidade e memória alocada para o manuseio dos dados.Assim, as influências mútuas do sistema acústico no sistema estrutural e vice-versa são consideradas numa matriz dinâmica acoplada, a qual considera as equações de Helmholtz e de Kirchoff. Aborda-se também a real necessidade da aplicação da técnica de análise por acoplamento, através de uma análise de sensibilidade entre as respostas acústicas obtidas em análise acoplada e desacoplada.

Este trabalho apresenta os resultados obtidos na análise da resposta acústica do volume da Baía de Equipamentos do Veículo Lançador de Satélites Brasileiro - VLS-1, em baixa freqüência, quando aplicada uma condição de contorno de velocidade pontual. Dois modelos acústicos foram gerados: um modelo utilizando o método dos elementos finitos e outro através do método dos elementos de contorno, utilizando o programa LMS/SYSNOISE Rev. 5.6. Uma comparação entre os referidos métodos determinísticos foi realizada, a fim de verificar seus desempenhos em uma análise acústica. Este trabalho foi um primeiro estudo referente à cavidade interna da Baía de Equipamento, e não considera a instrumentação embarcada.