Neste trabalho foi desenvolvido um conjunto de ferramentas computacionais, em linguagem de programação Python, para a análise de perfis de difração de raios X, tanto para o estudo quanto para obtenção dos valores microestruturais como tamanhos médios de cristalitos e microdeformações, através de dos métodos de: Scherrer, Single-Line, Williamson-Hall e Warren-Averbach. Para aplicar os métodos de análise de perfis, foram também implementados métodos de remoção da contribuição instrumental pelo método de Stokes e ajuste de funções, remoção de ruídos pelo método de Savitzky-Golay, correção da radiação de fundo pelo método de ajuste linear, correção do fator de Lorentz-Polarização e correção do dubleto Kalfa2 . / In this work, a set of computational tools was developed, in the Python programming language, for the analysis of X-ray diffraction profiles, both for the study and for obtaining the microstructural values, as well as the mean values of crystallites and microdeformations, using Scherrer, Single-Line, Williamson-Hall and Warren-Averbach. To apply the methods of profile analysis, methods were also implemented for the removal of instrumental contributions by the Stokes method and adjustment of functions, removal by the Savitzky-Golay method, correction of the background radiation by the linear adjustment method, correction of the factor of Lorentz-Polarization and correction of dubleto Kalfa2 .

Neste trabalho foi desenvolvido um conjunto de ferramentas computacionais, em linguagem de programação Python, para a análise de perfis de difração de raios X, tanto para o estudo quanto para obtenção dos valores microestruturais como tamanhos médios de cristalitos e microdeformações, através de dos métodos de: Scherrer, Single-Line, Williamson-Hall e Warren-Averbach. Para aplicar os métodos de análise de perfis, foram também implementados métodos de remoção da contribuição instrumental pelo método de Stokes e ajuste de funções, remoção de ruídos pelo método de Savitzky-Golay, correção da radiação de fundo pelo método de ajuste linear, correção do fator de Lorentz-Polarização e correção do dubleto Kalfa2 . / In this work, a set of computational tools was developed, in the Python programming language, for the analysis of X-ray diffraction profiles, both for the study and for obtaining the microstructural values, as well as the mean values of crystallites and microdeformations, using Scherrer, Single-Line, Williamson-Hall and Warren-Averbach. To apply the methods of profile analysis, methods were also implemented for the removal of instrumental contributions by the Stokes method and adjustment of functions, removal by the Savitzky-Golay method, correction of the background radiation by the linear adjustment method, correction of the factor of Lorentz-Polarization and correction of dubleto Kalfa2 .

O aumento da produtividade das ferrovias, observado no período pós-concessão da operação à iniciativa privada, é decorrente da utilização de composições com grandes comprimentos e elevadas cargas por eixo, aplicação de tecnologias para o gerenciamento do sistema e investimentos na infra-estrutura. Entretanto, a intensificação do tráfego na malha ferroviária resultou no aumento do desgaste da via permanente, que aliada às restrições geométricas exigiu a imposição de limites operacionais de velocidades, comprometendo significativamente a capacidade de processamento de trens. Esta pesquisa apresenta um método de identificação dos trechos de uma rede ferroviária que necessitam de prioridade de investimentos, visando o aumento da capacidade de processamento, através de um modelo de análise da circulação dos trens com base em diagramas espaço-tempo. Os dados de entrada do modelo são os tempos de viagem nos arcos e a proporção de trens que partem de cada um dos terminais da rede, em relação ao total que converge para um terminal de concentração de cargas. O modelo fornece o número de trens diários que circulam em cada ramal da rede, o arco que restringe o aumento da capacidade do sistema e o intervalo de tempo entre trens sucessivos, no sistema. A aplicação do modelo em uma rede formada pelos ramais do sistema ferroviário do Estado de São Paulo permitiu a identificação dos arcos que restringem o aumento da capacidade dos trens, cujas cargas são destinadas ao Porto de Santos, e reforçou a hipótese de que a falta de conservação da infraestrutura ferroviária é o fator que impõe maiores restrições à circulação dos trens, seguido dos parâmetros geométricos (raio das curvas e rampas) da via permanente. / Increasing the productivity of the railways, after the system\'s operation concessions, is due to usage of long trains with high loads per axis, the application of technologies to properly manage the system and investments on infrastructure. However, the intense traffic on railroad caused an increase on track\'s waste which, attached the geometric limitations, required the imposition of operational limits of speeds, that significantly spoiled the railway capacity. This research presents a method that identify the stretches on a railway network that need priority of investments in order to improve capacity, based on a model that analyses space-time diagrams. The input data of this model are travel times on arches and the proportion of trains that leave each terminal of the network related to all the trains that reach a terminal that concentrates the load. The model provides the number of daily trains traveling on each branch of the network, the arc that restricts the improvement on capacity and the time interval between successive trains in the system. Its application on a network of the State of São Paulo allowed identifying the arcs that restrict the improvement of system\'s capacity, and reinforced the hypothesis that lack of maintenance on railway infrastructure is the greatest restriction on the movement of trains, followed by geometrical parameters (radius of curves and slopes) of the track.

O aumento da produtividade das ferrovias, observado no período pós-concessão da operação à iniciativa privada, é decorrente da utilização de composições com grandes comprimentos e elevadas cargas por eixo, aplicação de tecnologias para o gerenciamento do sistema e investimentos na infra-estrutura. Entretanto, a intensificação do tráfego na malha ferroviária resultou no aumento do desgaste da via permanente, que aliada às restrições geométricas exigiu a imposição de limites operacionais de velocidades, comprometendo significativamente a capacidade de processamento de trens. Esta pesquisa apresenta um método de identificação dos trechos de uma rede ferroviária que necessitam de prioridade de investimentos, visando o aumento da capacidade de processamento, através de um modelo de análise da circulação dos trens com base em diagramas espaço-tempo. Os dados de entrada do modelo são os tempos de viagem nos arcos e a proporção de trens que partem de cada um dos terminais da rede, em relação ao total que converge para um terminal de concentração de cargas. O modelo fornece o número de trens diários que circulam em cada ramal da rede, o arco que restringe o aumento da capacidade do sistema e o intervalo de tempo entre trens sucessivos, no sistema. A aplicação do modelo em uma rede formada pelos ramais do sistema ferroviário do Estado de São Paulo permitiu a identificação dos arcos que restringem o aumento da capacidade dos trens, cujas cargas são destinadas ao Porto de Santos, e reforçou a hipótese de que a falta de conservação da infraestrutura ferroviária é o fator que impõe maiores restrições à circulação dos trens, seguido dos parâmetros geométricos (raio das curvas e rampas) da via permanente. / Increasing the productivity of the railways, after the system\'s operation concessions, is due to usage of long trains with high loads per axis, the application of technologies to properly manage the system and investments on infrastructure. However, the intense traffic on railroad caused an increase on track\'s waste which, attached the geometric limitations, required the imposition of operational limits of speeds, that significantly spoiled the railway capacity. This research presents a method that identify the stretches on a railway network that need priority of investments in order to improve capacity, based on a model that analyses space-time diagrams. The input data of this model are travel times on arches and the proportion of trains that leave each terminal of the network related to all the trains that reach a terminal that concentrates the load. The model provides the number of daily trains traveling on each branch of the network, the arc that restricts the improvement on capacity and the time interval between successive trains in the system. Its application on a network of the State of São Paulo allowed identifying the arcs that restrict the improvement of system\'s capacity, and reinforced the hypothesis that lack of maintenance on railway infrastructure is the greatest restriction on the movement of trains, followed by geometrical parameters (radius of curves and slopes) of the track.

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This study focuses on utilizing an energy harvesting system in which a dedicated Radio Frequency (RF) power source transmits RF power via rebar in a reinforced concrete column. The RF power is received and decoupled by a receiver, and is then rectified, boosted, and stored as electrical energy in a supercapacitor, later to be used to make measurements, process data, and communicate to the source via rebar. Two design attempts are presented in this study: (a) one uses single line conduction at 2.4 GHz for RF power transfer; (b) the other uses a more conventional two-line conduction at 8.0 kHz for RF power transfer. Both designs were unsuccessful: (a) the 2.4 GHz attempt demonstrated that no detectable RF power propagated through the concrete medium; (b) the 8.0 kHz attempt demonstrated that too much of the RF power was attenuated through the concrete medium for the energy harvesting circuitry work properly. A potential third design approach is posited in the conclusion of this study. In addition to investigating power transfer designs, a study on the energy harvesting circuitry was performed. A Two-Stage Dickson Multiplier was utilized in conjunction with a Texas Instruments BQ25504 Ultra-Low Power Energy Harvesting Circuit. For these two components to function best, it was shown that the BQ25504’s input filtering capacitor needed to be on the same order of magnitude as the charging capacitors of the Two-Stage Dickson Multiplier, otherwise, if the filtering capacitor was comparatively too large, it would short the output of the Two-Stage Dickson Multiplier. With that said, the lowest power input observed was at 7.83 dBm, but with lower input powers expected to be achievable. Nevertheless, since the second design attempt showed power losses were too significant, it was deemed that at present, unless the power transfer design were improved, then contemporary commercial off the shelf energy harvesting approaches are insufficient.

El objetivo de esta tesis es la investigación de estructuras y técnicas de acoplo para minimizar las pérdidas de acoplo entre guías dieléctricas y cristales fotónicos planares. En primer lugar se ha estudiado el modelado del acoplo entre guías dieléctricas y guías en cristal fotónico así como la influencia de los principales parámetros del cristal en la eficiencia de acoplo. Se han obtenido expresiones cerradas para las matrices de reflexión y transmisión que caracterizan totalmente el scattering que ocurre en el interfaz formado entre una guía dieléctrica y una guía en cristal fotónico. A continuación y con el fin de mejorar la eficiencia de acoplo desde guías dieléctrica de anchura arbitraria, se ha propuesto como contribución original una técnica de acoplo basada en la introducción de defectos puntuales en el interior de una estructura de acoplo tipo cuña realizada en el cristal fotónico. Diferentes soluciones, incluida los algoritmos genéticos, han sido propuestas con el objetivo de conseguir el diseño óptimo de la configuración de defectos. Una vez conseguido un acoplo eficiente desde guías dieléctricas a guías en cristal fotónico, se ha investigado el acoplo en guías de cavidades acopladas. Como contribución original se ha propuesto una técnica de acoplo basada en la variación gradual del radio de los defectos situados entre cavidades adyacentes. Además, se ha realizado un riguroso análisis en el dominio del tiempo y la frecuencia de la propagación de pulsos en guías acopladas de longitud finita. Dicho estudio ha tenido como objetivo la caracterización de la influencia de la eficiencia del acoplo en los parámetros del pulso. Finalmente, se han presentado los procesos de fabricación y resultados experimentales de las estructuras de acoplo propuestas. / Sanchis Kilders, P. (2005). Coupling techniques between dielectric waveguides and planar photonic crystals [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/1854