Este trabalho trata do problema de alocação de estações rádio base (ERBs) para o sistema de telefonia celular de 4G, que no Brasil utiliza o protocolo LTE (Long Term Evolution). Tal problema consiste em dada uma determinada região geográfica, onde se encontram os possíveis clientes, dispor antenas de modo a cobrir a maior área possível da região em estudo, levando em consideração a capacidade de cada antena em atender os clientes com qualidade de serviço. O algoritmo apresentado calcula o raio de alcance da ERB, a quantidade mínima de ERBs necessárias para cobrir a região em estudo e a localização de cada ERB. Para que o algoritmo pudesse ser desenvolvido foi investigado o sistema de comunicação LTE, modelos de propagação de sinal além do algoritmo memético, visto que a alocação de ERBs é um problema NP-difícil. Para o raio de ação da célula foi considerado, além do modelo de propagação, o calculo de link budget, throughput e relação sinal ruído. Por fim, uma comparação entre o LTE operando nas faixas de frequências de 700 MHz e 2,5 GHz foi realizado. O algoritmo de alocação de ERBs se mostrou eficiente cobrindo mais de 80% da área de estudo em 29 dos 30 casos analisados. Com relação a frequência, o LTE se mostrou mais adequado operando em 700 MHz pois a quantidade de ERBs para cobertura da área de estudo é menor se comparado a frequências de 2,5 GHz. / This work deals with the issue of radio base stations (RBSs) allocation for the 4G cell phone system, which in Brazil uses the LTE (Long Term Evolution) protocol. Such problem consists in a certain geographical region, where potential customers might be found, having antennas to cover the largest possible area of the region under study, taking into account the capacity of each antenna to serve customers with quality of service. The presented algorithm calculates the range of the RBS station, the minimum amount of necessary RBS to cover the area under study and the location of each RBS. In order to the algorithm to be developed the LTE communication system was investigated, signal propagation models beyond memetic algorithm, since the RBS allocation is a NP-hard problem. For the cell’s range of action it was considered, besides the model of propagation, the link budget calculation, throughput and noise signal relation. Therefore, a comparison between LTE operating on 700 MHz and 2,5 GHz frequencies was made. The RBS allocation algorithm was efficient covering more than 80% of the study area in 29 from the 30 analyzed cases. In relation to the frequency, LTE was considered more adequate operating on 700 MHz, for the quantity of RBS to cover the study area is smaller, if compared to 2,5 GHz frequencies.

Vazamentos em tubos pressurizados geram ondas acústicas que se propagam através das paredes destes tubos, as quais podem ser captadas por acelerômetros ou por sensores de emissão acústica. O conhecimento de como estas paredes podem vibrar, ou de outro modo como as ondas acústicas se propagam neste meio, é fundamental em um processo de detecção e localização da fonte de vazamento. Neste trabalho, foi implementado um modelo analítico, através das equações de movimento da casca cilíndrica, com o objetivo de entender o comportamento da superfície do tubo em função de uma excitação pontual. Como a superfície cilíndrica é um meio fechado na direção circunferencial, ondas que iniciaram sua jornada, a partir de uma fonte pontual sobre a superfície, se encontrarão com outras que já completaram a volta na casca cilíndrica, tanto no sentido horário como no anti-horário, gerando interferências construtivas e destrutivas. Após um tempo suficiente, uma estacionariedade é atingida, criando pontos de picos e vales na superfície da casca, os quais podem ser visualizadas através de uma representação gráfica do modelo analítico criado. Os resultados teóricos foram comprovados através de medidas realizadas em uma bancada de testes composta de um tubo de aço terminado em caixa de areia, simulando a condição de tubo infinito. Para proceder à localização da fonte pontual sobre a superfície, adotou-se o processo de solução inversa, ou seja, conhecidos os sinais dos sensores dispostos na superfície do tubo, determina-se através do modelo teórico onde a fonte que gerou estes sinais pode estar. / Leaks in pressurized tubes generate acoustic waves that propagate through the walls of these tubes, which can be captured by accelerometers or by acoustic emission sensors. The knowledge of how these walls can vibrate, or in another way, how these acoustic waves propagate in this material is fundamental in the detection and localization process of the leak source. In this work an analytic model was implemented, through the motion equations of a cylindrical shell, with the objective to understand the behavior of the tube surface excited by a point source. Since the cylindrical surface has a closed pattern in the circumferential direction, waves that are beginning their trajectory will meet with another that has already completed the turn over the cylindrical shell, in the clockwise direction as well as in the counter clockwise direction, generating constructive and destructive interferences. After enough time of propagation, peaks and valleys in the shell surface are formed, which can be visualized through a graphic representation of the analytic solution created. The theoretical results were proven through measures accomplished in an experimental setup composed of a steel tube finished in sand box, simulating the condition of infinite tube. To determine the location of the point source on the surface, the process of inverse solution was adopted, that is to say, known the signals of the sensor disposed in the tube surface, it is determined through the theoretical model where the source that generated these signals can be.

Este trabalho apresenta dois métodos para a determinação da resistência residual e da tensão de ligamento em elementos estruturais que possuem trincas em mútiplas regiões. Este assunto, que ganhou notoriedade após o acidente com o Boeing 737 da Aloha Airlines (em 1988), é comumente referenciado pela abreviatura MSD (Multiple Site Damage) e, atualmente, é objeto de numerosas pesquisas financiadas pela indústria aeronáutica e por autoridades de aeronavegabilidade.O primeiro método é conhecido por método do ligamento da seção remanescente. A sua hipótese básica admite que a união entre duas trincas vizinhas ocorre quando as suas zonas plásticas se tocam. O método é bastante intuitivo e ganhou popularidade devido à sua simplicidade e razoável precisão, adequadas a fases preliminares de projeto. O segundo método é especialmente indicado para estruturas de materiais dúcteis, que apresentam significativa plastificação anterior à falha. Um exemplo típico dessas estruturas são os revestimentos das fuselagens de aviões, usualmente feitos de ligas dúcteis de alumínio. Este método é baseado no conceito do CTOA (crack tip opening angle), que foi introduzido em 1963, e tem recebido atenção, no estudo de MSD, desde o começo da década de 90. Recentemente, foi a abordagem escolhida pela NASA para avaliar, do ponto de vista da mecânica da fratura, um módulo da Estação Espacial Internacional. Os dois métodos são aplicados na investigação de MSD em diferentes corpos de prova padronizados, bem como em estruturas aeronáuticas mais representativas, tais como painéis reforçados. Os resultados obtidos por ambos os métodos são comparados com dados experimentais encontrados na literatura. As comparações mostram que o método do ligamento pode ser excessivamente conservativo em diversas situações, enquanto que o método do CTOA conduz a resultados que possuem excelente correlação com os dados experimentais para todos os exemplos estudados.

Este trabalho apresenta uma revisão sobre vários modelos de propagação de trincas com seqüenciamento de carga, tendo como foco principal aqueles que se encontram implementados em dois pacotes de software, o Crack 2000 e o Nasgro 4.0, sendo este último de larga utilização na indústria aeronáutica para a análise de propagação de trincas. Os modelos em questão são: Wheeler, Modified Willenborg, Generalized Modified Willenborg, Constant Closure e o Strip Yield. São estudados resultados publicados na literatura e também resultados obtidos em ensaios de laboratório realizados neste trabalho. Os resultados de ensaio encontrados na literatura são baseados em vários espectros, que têm o objetivo de ressaltar os efeitos do seqüenciamento de carregamento. Nos ensaios realizados neste trabalho, o objetivo é investigar os efeitos de um espectro real de operação de uma aeronave comercial em componentes estruturais feitos de uma liga de alumínio aeronáutico. Este espectro é baseado na metodologia MiniTWIST, que é uma distribuição de carregamentos baseada nas tensões de raiz de asa encontradas no histórico de serviço de várias aeronaves comerciais. No final deste trabalho é apresentada uma avaliação dos modelos de retardo aplicados e também uma proposta de calibração dos parâmetros principais destes modelos para a utilização em componentes estruturais aeronáuticos sujeitos a espectros de carregamento variáveis encontrados em aeronaves comerciais.

Este trabalho apresenta e desenvolve uma metodologia empírica para modelar e obter as funções de derivadas instantâneas para sistemas dinâmicos não-lineares, utilizando integradores numéricos neurais de múltiplos passos do tipo Adams-Bashforth. A modelagem empírica consiste em utilizar as estruturas de integradores numéricos consideradas, tanto para gerar os valores de entrada/saída de treinamento da rede neural, durante a própria fase de treinamento, como também, na fase de simulação, acopladas sempre a uma rede feedforward. As estruturas dos integradores são utilizadas para fornecer uma solução discreta para sistemas de equações diferenciais ordinárias, enquanto a rede neural apenas precisa obter e aprender empiricamente as funções de derivadas instantâneas. Esta abordagem permite introduzir um treinamento supervisionado off-line que não necessita trabalhar excessivamente com funções compostas, e assim evitar significativamente o uso da regra da cadeia. Desta forma, esta metodologia original e alternativa lida com problemas não-lineares mais complexos apenas utilizando combinações lineares do algoritmo backpropagation, aqui estendido. A modelagem computacional empírica para as funções de derivadas médias usando apenas o integrador de primeira ordem do tipo Euler é também implementada. Ambos desenvolvimentos considerados são aplicados e testados em sistemas dinâmicos não-lineares autônomos, sobre dois exemplos distintos, um pêndulo simples não-linear e outro modelo abstrato envolvendo controle.

Durante as fases de concepção de uma aeronave, a segurança ée um dos principais itens considerados, bem como desempenho, custo e tempo de desenvolvimento. Com relação à segurança, a proteção contra incêndios a bordo ée uma preocupação constante, tanto de fabricantes, como operadoras e órgãos homologadores. Vários acidentes aéreos ocorreram por falta de meios e procedimentos adequados para a correta ação na presença de fogo em vôo. Esse problema agrava-se ainda mais quando o incêndio ocorre nos compartimentos de carga, geralmente locais de difícil acesso em vôo. Após a ocorrência de alguns acidentes, os órgãos homologadores determinaram regras para o projeto de compartimentos de carga em aeronaves. Uma dessas imposições ée o uso de sistemas de detecção, extinção e supressão de fogo em certos compartimentos. Atualmente, na maioria das aeronaves de transporte de passageiros os compartimentos de carga possuem uma classificação que exige a presença de sistemas antifogo. Como os requisitos de um projeto são, além do desempenho, custo e tempo de desenvolvimento e, no caso de aeronaves, o peso; há um interesse em criar ferramentas que auxiliem no desenvolvimento do sistema de extinção e supressão de fogo, determinando um sistema adequado com bom desempenho, em um espaço curto de tempo, e que atenda aos requisitos de segurança impostos. Esse presente trabalho apresenta inicialmente uma introdução à origem do fogo, ao elemento extintor e suas propriedades, aos critérios de certificação que criaram o sistema antifogo e aos sistemas comumente utilizados. Em uma segunda etapa, o trabalho apresenta a formulação de uma ferramenta matemática que determinará o comportamento temporal do agente extintor, valendo-se de teorias físicas. Essa formulação resultará em uma ferramenta computacional que será devidamente validada, atingindo assim a capacidade de simular com antecedência os resultados de um ensaio de certificação de um sistema de extinção e supressão de fogo.

O presente estudo trata da importância e operação do sistema de supressão de fogo no compartimento de carga de aeronaves considerando fatos históricos relevantes ao assunto e à evolução dos requisitos e processos construtivos para tal sistema. ÉE feita uma modelagem do sistema para estudo do comportamento do fluxo de agente extintor no escoamento através da tubulação de distribuição, desde o disparo da garrafa de extinção atée a saída do agente no compartimento de carga da aeronave. Com o desenvolvimento de uma metodologia de cálculo da vazão, considerando as características técnicas do sistema e as propriedades físicas do agente extintor, obtêm-se um modelo desenvolvido por programação no software Matlab (Versão 6.5; copyright 1984-2002, The MathWorks, Inc). Alguns resultados são gerados para avaliação da influência de cada parâmetro de entrada sobre o comportamento do sistema, tais como pressão da garrafa de extinção, pressão do compartimento de carga, diâmetro e comprimento da tubulação de distribuição e temperatura de operação. Os resultados obtidos em virtude da simulação paramétrica do modelo são comentados ressaltando em cada caso a relevância do componente em questão sobre o sistema. Este trabalho tem importância ao passo que permite analisar como uma modificação de projeto impacta no desempenho do sistema como um todo, possibilitando ao time de projeto avaliar uma proposta de modificação ou optar por outra solução.

Reparos rebitados servem para restabelecer a integridade estrutural quanto à resistência mecânica de um componente estrutural danificado. A literatura nos mostra, porém, que estes reparos geram concentrações de tensões significativas que degradam a vida em fadiga do componente reparado. Neste contexto, alguns autores analisam a degradação da vida em fadiga sob o enfoque determinístico. Este trabalho pretende, por meio de ensaios de fadiga, e da simulação de Monte Carlo, elaborar estudos paramétricos de iniciação probabilística de trincas por fadiga em reparos rebitados de fuselagem, identificando a influência do número de furos, da vida média e do desvio-padrão dos respectivos reparos, na determinação da vida em fadiga. Para tanto, foram ensaiados 3 (três) configurações de reparos estruturais a fim de se obter valores de vida média e, respectivos, desvios-padrão. Com base nestas informações experimentais, foram efetuadas análises de iniciação probabilísticas de trincas com o propósito de se determinar uma distribuição para a iniciação de trincas ao longo do tempo.

Faz-se no presente trabalho um estudo de Integridade Estrutural em junções de liga de Alumínio aeronáutico soldadas por FSW. O material estudado foi a liga de alumínio AA2024-T3 em chapas finas com e sem a camada protetora de clad. As chapas AlClad foram submetidas a um processo de remoção do clad previamente ao processo de soldagem. Trabalhou-se com ligas nas espessuras de 0,65mm , 0,80mm , 1,15mm , 1,30mm , 1,45mm e 1,60mm . Para efeitos de comparação também se operou com chapa de liga de alumínio AA7475-T7 na espessura 1,3mm. Um extenso programa de ensaios foi levado a cabo, contando com testes metalográficos, perfis de dureza (microindentação), ensaios de tração, ensaios de fadiga, testes de tenacidade à fratura, e ensaios de propagação de trinca. Os resultados foram compilados, avaliados e comparados com resultados de outros autores. Propõe-se neste trabalho uma abordagem qualitativa para melhor compreensão dos efeitos da tensão residual, e também se propõe uma abordagem matemática para entendimento do comportamento estático da junta, varrendo os campos elástico e plástico, sempre com abordagem linear. Faz-se também uma análise crítica de integridade estrutural da junta FSW, sempre voltada à aplicação aeronáutica.

Ionospheric scintillation is a phenomenon that occurs daily, especially around the equatorial region, during the summer solstice after the sunset, affecting radio signals that propagate through the ionosphere. Depending on the temporal and spatial situation, ionospheric scintillation can represent a problem in the availability and precision of the Global Navigation Satellite Systems (GNSS). This work is concerned with the statistical modeling and evaluation of the impact of amplitude scintillation on the performance of Global Positioning System (GPS) receivers. In this work the use of ?-? model is proposed to represent the scintillation phenomenon affecting GPS receiver performance. The use of ?-? is also extended for second order statistics. Such a model is compared to a set of experimental data obtained in São José dos Campos, near the peak of the Equatorial Anomaly, during high solar fux conditions, between the months of December 2001 and January 2002. The results obtained with the proposed ?-? model fitted quite well with the experimental data and performed better than two of the widely used models, namely Nakagami-m and Rice. The proposed model requires the estimation of two parameters, instead of a single one used by the models of Nakagami-m and Rice. To facilitate its use, for the situations in which no set of experimental data is available, this work presents parameterized equations for calculating the two parameters required by the ?-? model. Based upon the fact that the proposed model performs better than the one proposed by Nakagami-m, the present investigation derives a model to estimate the carrier and code tracking loop errors on GPS receivers. Such a model not only performed better than Nakagami';s, but also is valid for a wider range of scintillation.