Made available in DSpace on 2014-06-12T17:38:19Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo3892_1.pdf: 4418824 bytes, checksum: 2615d6af86dc68c334dbfb9f8b2a2b92 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2009 / Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística / A transferência para uma escala maior ( upscaling ), tem sido um método muito utilizado no tratamento de informações associadas a uma grande quantidade de dados, tornando-se uma opção ainda mais relevante quando o excesso destes dados representa uma dificuldade na sua manipulação, levando à outras conseqüências tais como longo tempo de processamento, sobrecarga do sistema ou até mesmo inviabilização da simulação em alguns casos extremos. Desta forma, a transferência para uma escala maior tem como desafio a busca pela manutenção da representatividade da informação, utilizando uma menor quantidade de dados. A permeabilidade absoluta e a porosidade de campos de petróleo podem representar uma grande quantidade de dados nas simulações e, em casos realistas, com reservatórios altamente heterogêneos, a utilização de modelos com malhas muito refinadas se torna eventualmente inviável ou requer um longo tempo computacional para simulação. Isto motivou o estudo de duas metodologias clássicas de transferência para uma escala maior ( upscaling ) para dados referentes à permeabilidade, através do uso de médias pitagóricas (aritmética, geométrica, harmônica) e do uso do chamado Flow Based e para os dados referentes à porosidade, através do uso de média aritmética volumétrica. Foi desenvolvido um sistema chamado de Transfer , escrito em linguagem C, que atua como um gerenciador do processo de transferência de escala, além de possuir ferramentas para pré-processamento que auxiliam na conversão de dados entre o simulador IMEX e o sistema Transfer , assim como, entre o Transfer e o software ELMER e no pós-processamento, ferramentas para fazer o procedimento inverso. Ainda foram agregadas diversas ferramentas adicionais para auxilio no uso do sistema. Em relação aos aplicativos adotados, no caso específico da metodologia Flow Based , foi utilizado o software de resolução de problemas multifísicos ELMER do Finish IT Center for Sciense (CSC - Finlândia) para o cálculo da permeabilidade equivalente de macro-células utilizando o método dos elementos finitos. Também como forma de acelerar o processamento da metodologia Flow Based , foi desenvolvida uma versão do sistema Transfer para trabalhar de modo distribuído, visando aumentar a velocidade de processamento em relação ao sistema trabalhando em modo seqüencial. Como formas de avaliar as ferramentas desenvolvidas ou utilizadas, foram feitas simulações baseadas no desafio lançado pela Society of Petroleum Engineers (SPE) através do Tenth SPE Comparative Solution Project: A Comparison of Upscaling Techniques - SPE66599 (Christie-2001) que trata de dois modelos, sendo o primeiro um caso simples em duas dimensões com 2.000 células e o segundo um caso tridimensional com 1.122.000 células. Para obtenção de resultados, foi utilizado o simulador comercial de reservatórios IMEX da Computer Modeling Group (CMG), conjuntamente com os aplicativos BUILDER e RESULTS GRAPH que fazem parte do mesmo pacote da empresa. O presente trabalho contribuiu para que fosse criada uma ferramenta para transferência para escala superior ( upscaling ) de dados, utilizando duas metodologias distintas, com aplicação de computação distribuída, podendo ser utilizada em diversos contextos, tais como: simulação de reservatórios de petróleo, estudo de aqüíferos e contaminantes, etc. Também serviu como trabalho inicial de uma nova linha de pesquisa para o grupo de pesquisa PADMEC da UFPE

This work presents a MATLAB simulator for amplified optical WDM systems. The simulator is based on the numeric solution of coupled nonlinear Schrödinger equations via the Split-Step Fourier Method. This simulator allows the user to study pulse propagation in optical fibers considering chromatic dispersion, nonlinear effects self-phase modulation and cross-phase modulation and fiber loss, foreseeing the use of Erbium-doped fiber amplifier (EDFA) too. By means of numerical simulations, the optimization of the location of an EDFA in repeaterless transmission system was explored, aiming at improving the implementation of optical communication systems by decreasing the transmitter power or the receiver sensitivity requirements. Also, this technique can lead to improved system capacity by increasing fiber either the link length or the bit rate. The results obtained with the simulator agree very well with experimental results presented in the literature, confirming the validity of the technique, as well as the versatility and robustness of the simulator. / Neste trabalho é apresentado um simulador MATLAB para sistemas ópticos WDM amplificados baseado na solução das equações não lineares de Schrödinger acopladas, pelo método de Fourier de passo alternado. Este simulador permite o estudo da propagação de pulsos em fibras ópticas, considerando dispersão cromática, efeitos não lineares como automodulação de fase e modulação de fase cruzada e atenuação, prevendo também o emprego de amplificadores ópticos a fibra dopada com Érbio (EDFAs). Através de simulações numéricas, foi explorada a técnica de otimização do posicionamento de um EDFA ao longo de um enlace óptico, sem repetidores, que objetiva a redução dos custos de implantação de sistemas ópticos, seja pela diminuição da potência do transmissor ou pela relaxação da exigência de sensibilidade do receptor. Além disto, pode favorecer um aumento na capacidade do sistema, através do aumento do alcance ou da taxa de transmissão. A concordância dos resultados obtidos com os disponíveis na literatura confirmam a validade da técnica, bem como a versatilidade e robustez do simulador desenvolvido.

This work presents a MATLAB simulator for amplified optical WDM systems. The simulator is based on the numeric solution of coupled nonlinear Schrödinger equations via the Split-Step Fourier Method. This simulator allows the user to study pulse propagation in optical fibers considering chromatic dispersion, nonlinear effects self-phase modulation and cross-phase modulation and fiber loss, foreseeing the use of Erbium-doped fiber amplifier (EDFA) too. By means of numerical simulations, the optimization of the location of an EDFA in repeaterless transmission system was explored, aiming at improving the implementation of optical communication systems by decreasing the transmitter power or the receiver sensitivity requirements. Also, this technique can lead to improved system capacity by increasing fiber either the link length or the bit rate. The results obtained with the simulator agree very well with experimental results presented in the literature, confirming the validity of the technique, as well as the versatility and robustness of the simulator. / Neste trabalho é apresentado um simulador MATLAB para sistemas ópticos WDM amplificados baseado na solução das equações não lineares de Schrödinger acopladas, pelo método de Fourier de passo alternado. Este simulador permite o estudo da propagação de pulsos em fibras ópticas, considerando dispersão cromática, efeitos não lineares como automodulação de fase e modulação de fase cruzada e atenuação, prevendo também o emprego de amplificadores ópticos a fibra dopada com Érbio (EDFAs). Através de simulações numéricas, foi explorada a técnica de otimização do posicionamento de um EDFA ao longo de um enlace óptico, sem repetidores, que objetiva a redução dos custos de implantação de sistemas ópticos, seja pela diminuição da potência do transmissor ou pela relaxação da exigência de sensibilidade do receptor. Além disto, pode favorecer um aumento na capacidade do sistema, através do aumento do alcance ou da taxa de transmissão. A concordância dos resultados obtidos com os disponíveis na literatura confirmam a validade da técnica, bem como a versatilidade e robustez do simulador desenvolvido.