Orientador: Jose Maria Campos dos Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-09T02:28:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_EdmilsonRicardodeOliveira_D.pdf: 25995651 bytes, checksum: a64cd6e4f023f4dbf1ec723a3f5391f2 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Nesta tese, uma avaliação do comportamento vibracional médio em freqüência-espaço é realizada com o objetivo de identificar como as vibrações se propagam através de uma estrutura em altas freqüências. Para isso, utilizaram-se equações diferenciais de energia, assim como equações diferenciais de movimento para propagação de ondas transversais e longitudinais no plano (x,y), as quais foram numericamente resolvidas. As metodologias empregadas para resolver as equações diferenciais parciais de energia são: Analiso de Fluxo de Energia ("Energy Flow Analysis - EFA"), Método do Fluxo de Energia utilizando Elementos Finitos ("Energy Finite Element Method - EFEM"), Método do Elemento Espectral de Energia ("Energy Spectral Element Method - ESEM"). Para resolver numericamente as equações diferenciais de propagação de ondas foi utilizado o Método dos Elementos Espectrais ("Spectral Element Method - SEM"). O foco principal desta tese é determinar os fluxos e densidades médios totais e parciais por EFEM e ESEM para estruturas simples como barras e vigas colineares, vigas acopladas em ângulos arbitrários e vigas acopladas na forma de um T. Na formulação do EFEM está incluso um mecanismo {matriz de elemento de junta) que modela o acoplamento entre elementos estruturais das estruturas mencionadas anteriormente. A matriz de elemento de junta é única para cada tipo de junta, e necessita de procedimento especial para ser inserida na matriz global do sistema de equações do EFEM. ESEM é uma formulação matricial baseada na solução geral da equação diferencial parcial de energia, assim sendo, o elemento espectral de energia é equivalente a um número infinito de elementos finitos de energia. Finalmente, o último método, SEM, é obtido a partir da solução exata da equação diferencial de propagação da onda, e portanto, não existe aproximação implícita na discretização como no caso do EFEM. Assim, os resultados obtidos por SEM foram utilizados para comparação com os resultados obtidos por EFEM e ESEM. Uma investigação experimental do comportamento vibracional de uma estrutura composta por duas barras colineares e uma outra composta por vigas conectadas na forma de T no sistema (x,y) foi realizada para verificar os resultados de EFEM, ESEM e SEM. Também foram estimados os Fatores de Perda por Acoplamento ("Coupling Loss Factor - CLFs") experimentais da Análise Estatística de Energia ("Statistical Energy Aiialysis - SEA") usando a técnica do Método da Potência Injetada ("Power Injection Method - PIM") com as respostas vibracionais medidas ao longo da viga T / Abstract: In this thesis, an evaluation of space frequency average vibrational behavior has been done with the aim of identifying how vibrations are propagating through a structure in high frequencies. For this purpose, energy differential equations were used, as well as equilibrium differential equations for the propagation transversal and longitudinal of waves in the plane (x,y), which were numerically solved. The methodologies used to solve the energy partial differential equations are Energy Flow Analysis (EFA), Energy Finite Element Method (EFEM), Energy Spectral Element Method (ESEM). The equilibrium differential equations for the propagation of waves were solved by Spectral Element Method (SEM). The main focus of this work is to determine the total and partial averages of flow and energy densities by EFEM and ESEM for simple structures such as colinear rods and beams, coupled beams in arbitrary angles and a T-beam. In the formulation of EFEM the mechanism (joint element matrix) that models the coupling among structural elements of the structures mentioned previously is included. The joint element matrices are unique for each type of joint, and a special procedure to be inserted into global matrix equation systems of the EFEM. ESEM is the matricial formulation based on the general solution of the partial differential equation of energy, therefore, the energy spectral element is equivalent to an infinite number of energy finite elements. Finally, the last method, SEM, is obtained from the exact solution for the differential equation of wave propagation, and, therefore, no implicit approximation as in EFEM case. The results obtained by SEM were used to compare with the results obtained by EFEM and ESEM. Experimental investigation of vibrational behavior of two coupled collinear rods and a T shaped beam structure was performed to verify the results of EFEM, ESEM and SEM. Also, an estimation of the coupling loss factor (CLFs) of Statistical Energy Analysis (SEA), was performed using the Power Injection Method from vibrational response measured along the T-beam / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

O objetivo do presente estudo foi avaliar a associação temporal entre a vazão de rios do Pantanal brasileiro com as informações sobre a temperatura da superfície do mar (TSM) dos oceanos globais, índices climáticos e precipitação. A motivação que conduziu esta investigação esteve atrelada aos conhecimentos teóricos trazidos pelas contribuições de Walker (1924 e 1928), Walker e Bliss (1932), Bjerknes (1969), Trop (1965), Hoskins e Karoly (1981), Horel e Wallace (1981), Karoly (1989) e Müller e Ambrizzi (2009) sobre os papéis desempenhados por forçantes oceânicas (aquecimento anômalo das TSM) dentro dos sistemas climáticos. As hipóteses norteadoras para a realização deste trabalho foram de que algumas regiões específicas de TSM dos oceanos, assim como padrões climáticos estabelecidos a partir de alguns índices seriam capazes de influenciar o comportamento fluvial de rios no centro da América do Sul. A partir de levantadas estas hipóteses foram realizadas uma série de cálculos de correlação entre as vazões do rio Miranda e (média regional) do Pantanal, com as séries de dados de TSM, índices climáticos e precipitação. Os testes de correlação foram importantes para a identificação geral de quais áreas de TSM e índices climáticos tinham mais associação estatística com as duas séries de vazões utilizadas. Os primeiros resultados dos testes de correlação em lag entre TSM dos oceanos globais e as vazões dos postos regional do Pantanal e do rio Miranda permitiram a identificação de muito mais áreas de TSM sobre o oceano Pacífico do que sobre o oceano Atlântico. Além deste fato, os mapas de correlação em lags temporais, demonstraram valores de correlação mais estáveis com até quatro meses de defasagens de TSM com relação às duas séries de vazões. A partir deste lag de defasagem, os sinais de correlação começaram a sofrer diminuições significativas dentro das bacias dos oceanos Atlântico e Pacífico para ambas as séries de vazão. Outro padrão de correlação observado, exclusivamente, para a série do posto de vazão do rio Miranda, foi o aparecimento de anomalias negativas dentro da bacia do Índico tropical e subtropical a partir dos lags seis e sete e, sua intensificação quanto mais defasada os tempos. Além destes padrões de anomalias, os resultados entre TSM e vazão dos rios evidenciaram que, possivelmente, o oceano Atlântico (norte e sul) influencia a vazão dos rios do centro da América do Sul dentro de uma escala interdecadal (sobretudo as regiões dos extratropicos) e o oceano Pacífico exerce suas influências dentro de uma escala inter-anual (sobretudo as regiões tropicais e subtropicais). Além destas constatações, desconfia-se que a bacia norte subtropical do Pacífico, também, exerça forças dentro de uma escala decadal, porém atreladas a própria variabilidade da Oscilação Decadal do Pacífico (PDO). Outro padrão encontrado entre as correlações de TSM dos oceanos e os dados de vazões foi a do padrão de anomalias horseshoes dentro da bacia do Pacífico Tropical, o que sugere grandes influências da faixa tropical do Pacífico, além de reforçar a hipótese de que esta região condiciona uma variabilidade inter-anual, nas vazões dos rios do centro da América do Sul. Além destas observações iniciais, os resultados de correlações entre índices climáticos (PDO, SAM, NAO, SOI e as regiões de Niños1+2, 3, 3+4 e 4) e vazões dos rios evidenciaram relações estatísticas bem distintas em todo o Pantanal. Os resultados mostraram que o índice da região de Niño1+2, estatisticamente, se correlaciona com áreas do Pantanal de forma bem homogênea, diferentemente, dos demais índices que têm regiões exclusivas de correlação estatística. Os resultados das correlações da PDO, estatisticamente, mostram uma quase influência em toda a área de estudo, exceto a porção ao sul. Os resultados das correlações do índice SOI e a região de Niño3. 4, estatisticamente, aparecem mais fortes dentro das porções centrais e norte da área de estudo. Já a SAM, apresentou valores de significância estatística de correlação, somente, na porção sul e a NAO apenas com a região nordeste do Pantanal. Já as áreas de Niño3 e (Niño4) apresentaram valores de significância estatística mais relevante com as áreas centrais (centrais e nordeste) do Pantanal. A realização dos cálculos de correlação possibilitou a identificação de um conjunto de variáveis independentes que, estatisticamente, se apresentaram com maiores dependências nos estudos de modelagem da vazão. A partir destas observações, estas variáveis independentes serviram como dados para os modelos de regressão linear múltipla para a realização da simulação e previsão da vazão no Pantanal. O modelo de simulação selecionou os dados de TSM das regiões: Equatorial Sul (região do Niño1+2, próximo a costa oeste do continente sul-americano), a região do Pacífico Norte (golfo do Alaska), a região Equatorial do Pacífico (região leste da costa da Ásia), região extratropical central do Pacífico Sul, a região do Atlântico Tropical Norte (próximo a costa oeste da Mauritânia e Marrocos, na África) e a região extratropical do Atlântico Norte (próxima a baixa da Islândia). Os índices climáticos selecionados foram: o Modo Anular Sul (SAM), o Índice da Oscilação Sul (IOS), o Índice da Oscilação do Atlântico Norte e os índices das regiões de Niños4, 1+2 e 3+4, da bacia do Pacífico Equatorial. A seleção destas variáveis foi capaz de explicar 99.1% (95.5%) da variância total das vazões média regional do Pantanal (rio Miranda). Já o modelo de previsão conseguiu identificar as seguintes variáveis independentes: Pacífico Equatorial (região de niño 1+2 e de nino 3+4), Pacífico Norte subtropical (golfo do Alaska), Atlântico Norte tropical (Açores), Atlântico Norte extratropical (Islândia) e o Pacífico Central Sul extratropical. Estas variáveis, estatisticamente, para o modelo de previsão conseguem antever a vazão com até três meses de antecedência e conseguiu explicar, aproximadamente, 57% da variância total da vazão média regional do Pantanal. Além disso, os testes de validação do modelo de previsão se apresentaram com valores baixos de erros, apenas 31.7%. Os resultados do R2 e da margem de erro do modelo de previsão mostraram que, estatisticamente, o modelo mensal de previsão é bem relevante o que se mostra, estatisticamente, bastante útil em pesquisas de previsão da vazão. Após todo este arcabouço estatístico descrito em metodologia e resultados acima, o trabalho foi analisando a partir de um ponto de vista da dinâmica da atmosfera. A primeira análise com um viés um pouco mais dinâmico foi a dos padrões atmosféricos: vorticidade e divergência (250 e 850 mb), escoamento em 850 hPa e velocidade vertical (500 e 850 mb). A segunda análise com este viés foi realizada a partir dos estudos das anomalias de função de corrente () em 250 mb. O padrão atmosférico anômalo associado aos sub-períodos da vazão apresentaram anomalias negativas e positivas. O comportamento destas anomalias da vazão foi associado aos campos atmosféricos. Os resultados destes campos mostraram que a variabilidade atmosférica é determinante às anomalias observadas da vazão. Já as análises de função de corrente () em 250 mb foram realizadas para períodos específicos, marcados pela existência de anomalias de TSM positivas, negativas e neutra e tiveram, exclusivamente, o objetivo de identificar se as anomalias de TSM (em períodos específicos) seriam capazes de se comportar como forçantes térmicas e promover propagações de ondas de Rossby capazes de modificar os campos atmosféricas e, indiretamente, interferir na variabilidade atmosférica e fluvial do centro da América do Sul. Todos os períodos de escolha das TSM e das análises das anomalias de função de corrente () foram coincidentes com as fases de anomalias positivas e negativas da vazão. Os resultados obtidos a partir destas análises mostraram que as áreas tropicais oceânicas são geradoras de perturbações atmosféricas que se propagam em direção aos subtrópicos e podem, possivelmente, gerar modificações dentro dos padrões atmosféricos. Além disso, os resultados mostraram que pode haver a interferência de uma ou mais forçantes que interferem em conjunto e são capazes de alterar as propagações de ondas de Rossby já existentes. Por fim, acredita-se que as grandes contribuições desta pesquisa tenha sido o fato de ter identificado as, possíveis, variáveis independentes (regiões de TSM e índices climáticos) que mais conseguem exercer influência na variabilidade fluvial dos rios do Pantanal Brasileiro. / The aim of this study was to evaluate the temporal association between the flow of rivers of the Brazilian Pantanal with information about sea surface temperature (SST) in the global oceans, precipitation and climate index. The motivation that led this research was linked to theoretical knowledge brought by the contributions of Walker (1924 and 1928), Walker and Bliss (1932), Bjerknes (1969), Trop (1965), Hoskins and Karoly (1981), Horel and Wallace (1981), Karoly (1989) and Müller and Ambrizzi (2009) on the roles played by oceanic forcings (anomalous warming of SST) in the climate system. The guiding hypothesis for this study was that specific regions of SST oceans, as well as weather patterns established from some index would be able to influence the behavior of river outflows in the center of South America. On the other hand these hypotheses made a series of calculations of correlation between the flow of the river and Miranda (regional average) of the Pantanal, with the series of SST, precipitation and climate index. Correlation tests were important to identify areas where SST and climate index had more statistical association with the two sets of river outflows used. The first test results of the lag correlation between SST in the global oceans and rivers outflow of the regional stations of the Pantanal and the Miranda allowed the identification of more areas of SST over the Pacific Ocean than the Atlantic ocean. On the other hand, correlation maps for temporal lags showed correlation values more stable with up to four months of lags of SST with respect to two sets of river outflows. Here, the correlation signals began to have significant decreases in the basins of the Atlantic and Pacific oceans for both series of river outflow. Another pattern of correlation observed exclusively for the series of river flow station Miranda was the appearance of negative anomalies in the basin of the tropical and subtropical Indian Ocean from six to seven months of delay. That is the intensification is more delay. Results between SST and river flows showed that possibly the Atlantic Ocean (north and south) influences the river flows from the center of South America on a scale interdecadal (mainly the regions of the extratropics) and the Pacific Ocean exerts its influence within an inter-annual scale (mainly tropical and subtropical regions). On the other hand, suspects that the subtropical North Pacific basin also exert forces in a decadal scale, however linked the variability of the Pacific Decadal Oscillation (PDO). Another pattern found correlations between SST and ocean data river outflows was the pattern of anomalies horseshoes in the tropical Pacific basin, which suggests more influences in the tropical zone of the Pacific, and reinforce the hypothesis that this region affects an inter-annual variability in river flows from the center of South America. Furthermore, the results of correlations between climate index (PDO, SAM, NAO, and SOI regions Niños1 +2, 3, 3.4 and 4) and river flows showed distinct statistical relationships in the Pantanal. The results showed that the index of the region Niño1 +2 statistically correlates with areas of the Pantanal is homogeneous, in contrast, the other indexes that have only a regions of statistical correlation. The results of the correlations of the PDO, statistically, show an influence on the almost the entire study area, except the south portion. The results of the correlations of the index and the SOI region Niño3.4, statistically, appear stronger in the central and northern portions. The SAM values were statistically significant correlation only in the southern portion and the NAO only northeastern Pantanal. Areas of Niño3 and (Niño4) showed statistical significance values more relevant to the central areas (central and northeast) of the Pantanal. The achievement of the correlation calculations allowed the identification of a set of independent variables that statistically, if presented with more dependencies in modeling studies of river outflow. From these observations, this data served as independent variables for multiple linear regression models to make the simulation and prediction of river outflow in the Pantanal. The simulation model selected the SST regions: the South Equatorial (Niño1+2 region, near the west coast of South America), the North Pacific (Gulf of Alaska), the Equatorial Pacific region (eastern region coast of Asia), extratropical central region of the South Pacific, Tropical North Atlantic region (near the west coast of Mauritania and Morocco, Africa) region and the extratropical North Atlantic (near low Iceland). The climate indexes selected were: the Southern Annular Mode (SAM), the Southern Oscillation Index (SOI), the index of the North Atlantic Oscillation and the regions of Niños4, 1 +2 and 3.4, equatorial Pacific. The selection of these variables could explain 99.1% (95.5%) of the total variance of the regional average river outflow of the Pantanal (Rio Miranda). The model prediction was able to identify the following independent variables: the equatorial Pacific (Niño 1 +2 region and Niño 3 +4), subtropical North Pacific (Gulf of Alaska) tropical North Atlantic (Azores), extratropical North Atlantic (Iceland ) and the Central South Pacific extratropical. These variables, statistically, wer able to explain approximately 57% of the total variance of the regional average river outflow of Pantanal. Furthermore, the validation tests of the prediction model is able to present error of the only 31.7%. The results of R2 and the margin of error of the prediction model showed that, statistically, the model monthly prediction is relevant as shown, statistically, very useful in research to predict the river outflow. After all this statistical framework methodology and results described above, was analyzing the dynamics of the atmosphere. The first most dynamic analysis was the weather patterns of vorticity and divergence (250 and 850 mb), the low level jet (850 mb) and vertical velocity (500 and 850 mb). The second analysis was based on studies of anomalous stream function () at 250 mb. The anomalous atmospheric patterns associated with subperiods of the river outflow showed positive and negative anomalies. The behavior of these anomalies was associated with atmospheric fields. The results of these fields showed that the atmospheric variability is crucial to the river outflow anomalies observed. Analyzes of stream function () at 250 mb were performed for specific periods, marked by the existence of positive SST anomalies, negative and neutral and had, exclusively, aimed of the identify if the SST anomalies (in particular periods) would be able to behave as thermal forcing and promote propagation of Rossby waves, that could modify the atmospheric fields and indirectly affect the atmospheric variability and river outflow from the center of South America. All periods of choice and analysis of SST anomalies in stream function () were coincident with the phases of positive and negative anomalies of the river outflow. The results from these analyzes showed that the tropical ocean areas are generating atmospheric disturbances that if propagated towards the subtropics and can possibly generate changes in the weather patterns. Furthermore, the results showed that may have interfered one or more forces that interfering together and are able to alter the propagation of waves Rossby. Finally, we believed that more contributions of this research was the fact that we identified them, possible independent variables (regions of SST and climate indices) that can exert more influence in the variability of river outflows of the Brazilian Pantanal.

Orientadores: José Roberto de França Arruda, Jean-Mathieu Mencik / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-28T14:24:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_PriscillaBrandao_D.pdf: 13049086 bytes, checksum: 2f821e196dd604384d15489bda2360cb (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Nesta tese de doutorado, o método dos elementos finitos ondulatórios é utilizado para cálculo da resposta harmônica de sistemas mecânicos envolvendo estruturas com periodicidade unidimensional, i.e., estruturas compostas por subestruturas idênticas arranjadas ao longo de uma direção. Tais sistemas mecânicos podem ser complexos e são comumente encontrados em aplicações de engenharia como, por exemplo, nas fuselagens de aviões. A primeira parte da tese é dedicada ao cálculo das ondas que se propagam ao longo dessas estruturas. Uma breve revisão da literatura sobre as formulações disponíveis para o problema de autovalor associado ao método dos elementos finitos ondulatórios é apresentada, assim como um estudo dos erros numéricos induzidos por estes problemas de autovalor no caso de um guia de ondas sólido. Na segunda parte desta tese, modelagens de superelementos para estruturas periódicas são propostas. Neste contexto, matrizes de rigidez dinâmica e de receptância ou flexibilidade de estruturas periódicas são expressas a partir dos modos de onda. Comparadas às matrizes de rigidez dinâmica e receptância obtidas pelo método dos elementos finitos convencional, as matrizes baseadas no método dos elementos finitos ondulatórios são calculadas de forma bastante rápida e sem perda de acuracidade. Ademais, uma estratégia eficiente de redução de ordem de modelo é apresentada. Comparada às formulações que utilizam a base completa de ondas, esta estratégia proporciona redução do tempo computacional requerido para cálculo da resposta forçada de estruturas periódicas. De fato, é mostrado que elementos espectrais numéricos de alta ordem podem ser construídos a partir do método dos elementos finitos ondulatórios. Isto constitui uma alternativa ao método dos elementos espectrais convencional, cuja utilização está limitada a estruturas simples para as quais soluções analíticas por ondas existam. A motivação por trás das formulações de matrizes de superelementos a partir do método dos elementos finitos ondulatórios está na utilização do conceito de ondas numéricas para calcular a resposta harmônica de sistemas mecânicos acoplados que envolvam estruturas com periodicidade unidimensional e junções elásticas a partir de procedimentos de montagem clássicos de elementos finitos ou técnicas de decomposição de domínio. Este assunto é tratado na terceira parte desta tese. Nesse caso, o método de Craig-Bampton é usado para expressar as matrizes de superelementos de junções por meio de modos estáticos e de interface fixa. Um critério baseado no método dos elementos finitos ondulatórios é considerado para a seleção dos modos da junção que mais contribuem para a resposta forçada do sistema. Isto também contribui para o aumento da eficiência da simulação numérica de sistemas acoplados. Finalmente, na quarta parte desta tese, o método dos elementos finitos ondulatórios é utilizado para mostrar que é possível projetar estruturas periódicas com potencial para funcionar como filtros de vibração em bandas de frequência específicas. Com o intuito de destacar a relevância dos desenvolvimentos propostos nessa tese, ensaios numéricos envolvendo guias de onda sólidos, pórticos planos e estruturas tridimensionais do tipo fuselagem aeronáutica são realizados / Abstract: In this thesis, the wave finite element (WFE) method is used for assessing the harmonic forced response of mechanical systems that involve structures with one-dimensional periodicity, i.e., structures which are made up of several identical substructures along one direction. Such mechanical systems can be quite complex and are commonly encountered in engineering applications, e.g., aircraft fuselages. The first part of the thesis is concerned with the computation of wave modes traveling along these structures. A brief literature review is presented regarding the available formulations for the WFE eigenproblem, which need to be solved for expressing the wave modes, as well as a study of the numerical errors induced by these eigenproblems in the case of a solid waveguide. In the second part of the thesis, the WFE-based superelement modeling of periodic structures is proposed. In this context, the dynamic stiffness matrices and receptance matrices of periodic structures are expressed in terms of wave modes. Compared to the conventional FE-based dynamic stiffness and receptance matrices, the WFE-based matrices can be computed in a very fast way without loss of accuracy. In addition, an accurate strategy for WFE-based model order reduction is presented. It provides significant computational time savings for the forced response analysis of periodic structures compared to WFE-based superelement modeling, which makes use of the full wave basis. Indeed, it is shown that higher-order numerical spectral elements can be built by means of the WFE method. This is an alternative to the conventional spectral element method, which is limited to simple structures for which closed-form wave solutions exist. The motivation behind the formulation of WFE-based superelement matrices is the use of the concept of numerical wave modes to assess the forced response of coupled mechanical systems that involve structures with one-dimensional periodicity and coupling elastic junctions through classic finite element assembly procedures or domain decomposition techniques. This issue is addressed in the third part of this thesis. In this case, the Craig-Bampton method is used to express superelement matrices of coupling junctions by means of static and fixed-interface modes. A WFE-based criterion is considered to select among junction modes those that contribute most to the system forced response. This also contributes to enhancing the efficiency of the numerical simulation of coupled systems. Finally, in the fourth part of this thesis, the WFE method is used to show the potential of designing periodic structures which work as vibration filters within specific frequency bands. In order to highlight the relevance of the developments proposed in this thesis, numerical experiments which involve solid waveguides, two-dimensional frame structures, and three-dimensional aircraft fuselage-like structures are carried out / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutora em Engenharia Mecânica / 2010/17317-9 / FAPESP

Este trabalho caracterizou os siltitos do Grupo Itararé, rocha branda proveniente da amostragem de pedreira localizada nas proximidades de futuro empreendimento brasileiro, o Trem de Alta Velocidade. Objetivou entender as causas da pronunciada e rápida alteração da rocha intacta, e simular, em condições controladas de laboratório, a degradação hidromecânica causada pela simples variação da umidade relativa do ar. Para tal, estabeleceu-se técnica de amostragem de testemunhos por meio da extração via seca com ar-comprimido, e processo de intemperismo artificial, composto por 4 ciclos de 2 etapas (secagem e umedecimento). O processo se deu em dessecadores, sendo a variação da umidade ocasionada pela técnica do vapor e sílica gel. O acompanhamento da degradação dos corpos de prova efetuou-se com duas técnicas não-destrutivas de propagação de ondas: o pulso ultrassônico e a excitação por impulso (sistema Sonelastic). Em paralelo, realizou-se a caracterização geotécnica dos siltitos em umidade natural, com ensaios mineralógicos, físicos, físico-mecânicos, físico-químicos e de alteração laboratorial. Por meio desta metodologia, foi possível estimar as minorações do módulo de deformabilidade e da resistência, além das causas físico-químicas da degradação. / This work characterized the siltstones of the Itararé Group, a soft rock sampled in a quarry located near a future Brazilian venture, the High Speed Train. It aims at understanding the causes of the pronounced and fast changes of the intact rock, and simulate in controlled laboratory conditions the hydro degradation process caused by simple variation of relative air humidity. Dry sampling technique with compressed air was used to extract samples from blocks, and the process of artificial weathering consisted on 4 cycles of 2 steps (drying and wetting). The process occurred in desiccators, where moisture variation was caused by the vapor technique and silica gel. The monitoring of the specimens degradation was performed with two non-destructive wave propagation techniques: the ultrasonic pulse and the impulse excitation (Sonelastic system). A geotechnical characterization of the siltstones in natural moisture condition was made in parallel, consisting on mineralogical, physical, physical-mechanical, physical-chemical and durability tests. By this methodology, it was possible to estimate the mitigation of the deformability modulus and strength besides the physical- chemical causes of degradation.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-02-22T17:57:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModeloRadioPropagacao.pdf: 2596175 bytes, checksum: 1124524c168958ac9b9cac835462ab5d (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-23T12:53:39Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModeloRadioPropagacao.pdf: 2596175 bytes, checksum: 1124524c168958ac9b9cac835462ab5d (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-23T12:53:39Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ModeloRadioPropagacao.pdf: 2596175 bytes, checksum: 1124524c168958ac9b9cac835462ab5d (MD5) Previous issue date: 2015-08-20 / As transmissões de TV digital têm crescido muito no mundo todo nos últimos anos, e em especial no Brasil. A implantação e o melhoramento de tais sistemas de transmissão dependem de modelos que levem em consideração, entre outros fatores, as características geográficas da região, pois estas contribuem para a degradação do sinal. No caso do Brasil, há uma grande heterogeneidade de cenários e climas. Há anos são estudados diversos modelos de perda de propagação para diversas faixas de frequências e tipos de trajetos. Esta tese propõe um modelo empírico de rádio propagação outdoor na faixa de UHF, que é utilizada na TV digital. O modelo proposto estima valores de potência recebida podendo ser aplicado a trajetos não homogêneos e a climas distintos. Este último aspecto apresenta caráter inovador para faixa de UHF. Diferentes técnicas de inteligência artificial foram escolhidas para embasamento teórico e computacional por apresentarem a capacidade de introduzir, organizar e descrever dados quantitativos e qualitativos de maneira rápida e eficiente, possibilitando a determinação da potência recebida em uma diversidade de cenários e climas. O modelo proposto foi aplicado a uma cidade da região amazônica que apresenta trajetos heterogêneos como áreas urbanas densamente arborizados, frações sobre água doce entre outros. Campanhas de medições foram realizadas para obtenção dados de sinais de duas emissoras de televisão digital na região metropolitana da cidade de Belém-Pará para modelar, comparar e validar o modelo proposto. Os resultados obtidos são consistentes. O modelo retrata uma nítida diferença entre as duas estações climáticas do ano estudadas e erros RMS pequenos para todos os casos estudados. Comparação com modelos empíricos e determinísticos amplamente utilizados corroboram a validade do modelo. / The digital TV broadcasts have greatly increased worldwide in recent years, especially in Brazil. The establishment and improvement of these transmission systems rely on models that take into account, among other factors, the geographical characteristics of the region, as these contribute to signal degradation. In Brazil, there is a great diversity of scenery and climates. For years several propagation models have been studied many for several frequency bands and types of paths. This thesis proposes an outdoor empirical radio propagation model for UHF band, which is used in digital TV. The proposed model estimates received power values can be applied to non-homogeneous paths and different climates, this latter presents innovative character for the UHF band. Different artificial intelligence techniques were chosen for theoretical and computational basis for having the ability to introduce, organize and describe quantitative and qualitative data quickly and efficiently, making it possible to determine the received power in a variety of settings and climates. The proposed model was applied to a city in the Amazon region with heterogeneous paths and wooded urban areas, fractions of freshwater among others. Measurement campaigns were conducted to obtain data signals from two digital TV stations in the metropolitan area of the city of Belém-Pará to model, compare and validate the model. The results are consistent. The model depicts a distinct difference between the two seasons of the studied year and small RMS errors for all cases studied. The validation of the model was based on the comparison with empirical and deterministic models.

Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-04-27T15:02:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SimuladorAvaliacaoInfluencia.pdf: 4428419 bytes, checksum: 9bccb005dec84f96b80a6c9b28ba39b1 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-05-04T13:12:07Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SimuladorAvaliacaoInfluencia.pdf: 4428419 bytes, checksum: 9bccb005dec84f96b80a6c9b28ba39b1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T13:12:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_SimuladorAvaliacaoInfluencia.pdf: 4428419 bytes, checksum: 9bccb005dec84f96b80a6c9b28ba39b1 (MD5) Previous issue date: 2017-01-10 / O monitoramento do fenômeno das descargas atmosféricas tem sido fundamental para prevenção de incidentes na infraestrutura das empresas que atuam em grandes áreas, como as de energia, telecomunicações e informática. Além disso, fornece dados para o planejamento de sistemas de proteção contra descargas elétricas, evitando assim maiores danos à vida na Terra, e mais recentemente fornecendo informações para sistemas de alertas meteorológicos como os de previsão de tempestades em curto prazo. Portanto, não se trata mais de questão de opção, mas sim de necessidade a instalação e manutenção de sistemas que façam a supervisão destes eventos em escala local, regional e até nacional. Dentre os tipos possíveis, os Sistemas de Detecção Indireta de Descargas Atmosféricas são os que proveem informações mais precisas nas escalas citadas, devido trabalharem com a percepção do impulso eletromagnético gerado pela descarga. Este sinal tem a propriedade de se propagar a médias e longas distâncias em determinadas faixas de frequência, mantendo boa a qualidade da informação do fenômeno que o originou. Porém, a característica fenomenológica dos raios é intrínseca à área monitorada, tornando fundamental o entendimento dessas especificidades para melhor proveito dos sistemas citados. Este trabalho apresenta uma ferramenta computacional para simular a influência das características locais na propagação de ondas eletromagnéticas originadas por descargas atmosféricas nuvem-solo. A metodologia foi utilizada para simular a propagação dessas ondas através do programa MATLAB®, usando como modelo de corrente de retorno no canal de descarga o modelo do tipo de engenharia Linha de Transmissão (TL) para representar o fenômeno elétrico gerado pelo raio. / The monitoring of the phenomenon of atmospheric discharges has been fundamental to prevent incidents in the infrastructure of companies that operate in large areas, such as energy, telecommunications and information technology. In addition, it provides data for the planning of lightning protection systems, thus avoiding further damage to life on Earth, and more recently providing information for weather warning systems such as short-term storm forecasting. Therefore, it is no longer a matter of choice, but rather the need to install and maintain systems that supervise these events on a local, regional and even national scale. Among the possible types, the Lightning Location Systems are the ones that provide more accurate information in the mentioned scales, because they work with the perception of the electromagnetic impulse generated by the lightning. This signal has the property of propagating at medium and long distances in certain frequency bands, maintaining good the information quality of the phenomenon that originated it. However, the phenomenological characteristic of the lightning is intrinsic to the monitored area, making fundamental the understanding of these specificities to better benefit the mentioned systems. This work presents a computational tool to simulate the influence of local characteristics on the propagation of electromagnetic waves caused by cloud-to-ground lightning. The methodology was used to simulate the propagation of these waves through the MATLAB® program, using as model of return current in the discharge channel the model of engineering type the Transmission Line (TL) to represent the electric phenomenon generated by thelightning.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-08-07T18:53:34Z No. of bitstreams: 1 TELES DE SALES BEZERRA - DISSERTAÇÃO PPGCC 2017..pdf: 20064982 bytes, checksum: 40cc1a5d9429d5090373078fb560639d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-07T18:53:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TELES DE SALES BEZERRA - DISSERTAÇÃO PPGCC 2017..pdf: 20064982 bytes, checksum: 40cc1a5d9429d5090373078fb560639d (MD5) Previous issue date: 2017-12-21 / Capes / Os Sistemas de Comunicações móveis sem fio estão em uma crescente em relação a demanda por infraestrutura de comunicação, explicado pelo aumento do fornecimento de serviços aos usuários nas últimas décadas. Um dos recursos que está em escassez é o uso da banda, em que diversas técnicas tentam reutilizá-la, na tratativa de aumentar a disponibilidade de uso do espectro. Uma das opções de expansão do espectro, e consequentemente dos atuais serviços de redes móveis é o uso de outras faixas do espectro eletromagnético, que ainda não eram utilizadas nas comunicações móveis, como as ondas milimétricas. As comunicações que operam nas faixas de ondas milimétricas enfrentam obstáculos técnicos, como a necessidade de evolução de equipamentos específicos, problemas de cobertura e o quanto esses aspectos afetam a Qualidade de Serviço (QoS), em resumo, a viabilidade da comunicação requer uma avaliação cuidadosa. Há receio de que comunicações por ondas milimétricas sejam muito menos favoráveis que o uso de espectros mais usuais, principalmente nos problemas relacionados a cobertura. Projetistas de redes contam com diversas ferramentas para prever as características do ambiente, com o intuito de prever dificuldades na cobertura de sinal, para isso, fazem uso de modelos de previsão de perdas. Neste trabalho foi realizado um estudo sobre os problemas de cobertura e propagação de ondas milimétricas em ambientes urbanos fechados, sendo um prédio de escritórios e um shopping center. Para tanto, foram utilizados diversos modelos de previsão de perdas, a partir dos quais foi possível identificar que mesmo com o uso de modelos de perdas recomendados para ondas milimétricas, a minimização dos erros na predição é pequena, e comparada com modelos genéricos. / Wireless Mobile Communications Systems are on the rise in demand for resources, explained by the increased provision of services to users over the past few decades. One of the resources that is in shortage is the use of the band, in which several techniques try to reuse it, in the attempt to increase the availability of use of the spectrum. One of the options for spectrum expansion, and consequently of current mobile network services, is the use of other bands in the electromagnetic spectrum that were not yet used in mobile Communications such as millimeter waves. Communications that operate in the millimeter wave bands face technical obstacles, such as the need to evolve specific equipment, coverage problems and how these aspects affect Quality of Service, in short, the viability of communication requires a careful evaluation. There are fears that millimeter-wave Communications are far less favorable than the use of more usual spectra, especially in coverage-related problems. Network designers rely on several tools to predict the characteristics of the environment, in order to predict difficulties in signal coverage. For this, they use loss prediction models. In this work was carried out a study on the problems of coverage and propagation of millimeter waves in closed urban environments, being an office building and a shopping center. For this, several loss prediction models were used, through which we can identify that even with the use of recommended loss models for millimeter waves, the minimization of prediction errors is small, and compared with generic models.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-01-04T11:17:29Z No. of bitstreams: 1 daniellerosanydemedeirosleal.pdf: 19032116 bytes, checksum: 03bebf3d76cd23f21fc6a647e7c00d77 (MD5) / Approved for entry into archive by Diamantino Mayra (mayra.diamantino@ufjf.edu.br) on 2017-01-31T10:32:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 daniellerosanydemedeirosleal.pdf: 19032116 bytes, checksum: 03bebf3d76cd23f21fc6a647e7c00d77 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-31T10:32:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 daniellerosanydemedeirosleal.pdf: 19032116 bytes, checksum: 03bebf3d76cd23f21fc6a647e7c00d77 (MD5) Previous issue date: 2016-08-29 / Este trabalho apresenta um novo esquema explícito de marcha no tempo para a análise problemas de propagação de ondas compatível com qualquer método de discretização espacial que seja baseado em elementos (e.g., Método dos Elementos Finitos, etc.). Por ser explícito, isto é, sem necessidade da solução de um sistema de equações, o método é de fácil implementação. Baseado em integradores de tempo adaptativos, a técnica aqui proposta contempla dissipação numérica local e otimizada, permitindo a minimização de oscilações espúrias e aumento da precisão. Também, com o emprego de discretização temporal local (subciclagem), acrescenta-se robustez ao algoritmo do método, flexibilizando a estabilidade e aumentando a eficiência da análise em foco. / This work presents a new explicit time marching procedure for wave propagation problems, which is compatible with any spatial discretization method based on elements (e.g. Finite Element Method - FEM, etc.). Because it does not require any system of equations to be solved, its implementation is very simple. Based on adaptive time integrators, it provides local and optimized numerical damping, allowing the influence of spurious oscillations to be minimized, improving accuracy. In addition, by employing local time discretization, considering a subclycing technique, the performance to the method is improved, enhancing the flexibility of the method regarding stability and increasing the efficiency of the proposed approach.

Este trabalho caracterizou os siltitos do Grupo Itararé, rocha branda proveniente da amostragem de pedreira localizada nas proximidades de futuro empreendimento brasileiro, o Trem de Alta Velocidade. Objetivou entender as causas da pronunciada e rápida alteração da rocha intacta, e simular, em condições controladas de laboratório, a degradação hidromecânica causada pela simples variação da umidade relativa do ar. Para tal, estabeleceu-se técnica de amostragem de testemunhos por meio da extração via seca com ar-comprimido, e processo de intemperismo artificial, composto por 4 ciclos de 2 etapas (secagem e umedecimento). O processo se deu em dessecadores, sendo a variação da umidade ocasionada pela técnica do vapor e sílica gel. O acompanhamento da degradação dos corpos de prova efetuou-se com duas técnicas não-destrutivas de propagação de ondas: o pulso ultrassônico e a excitação por impulso (sistema Sonelastic). Em paralelo, realizou-se a caracterização geotécnica dos siltitos em umidade natural, com ensaios mineralógicos, físicos, físico-mecânicos, físico-químicos e de alteração laboratorial. Por meio desta metodologia, foi possível estimar as minorações do módulo de deformabilidade e da resistência, além das causas físico-químicas da degradação. / This work characterized the siltstones of the Itararé Group, a soft rock sampled in a quarry located near a future Brazilian venture, the High Speed Train. It aims at understanding the causes of the pronounced and fast changes of the intact rock, and simulate in controlled laboratory conditions the hydro degradation process caused by simple variation of relative air humidity. Dry sampling technique with compressed air was used to extract samples from blocks, and the process of artificial weathering consisted on 4 cycles of 2 steps (drying and wetting). The process occurred in desiccators, where moisture variation was caused by the vapor technique and silica gel. The monitoring of the specimens degradation was performed with two non-destructive wave propagation techniques: the ultrasonic pulse and the impulse excitation (Sonelastic system). A geotechnical characterization of the siltstones in natural moisture condition was made in parallel, consisting on mineralogical, physical, physical-mechanical, physical-chemical and durability tests. By this methodology, it was possible to estimate the mitigation of the deformability modulus and strength besides the physical- chemical causes of degradation.