Made available in DSpace on 2014-10-09T12:25:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 11319.pdf: 9882365 bytes, checksum: 8fb38bd7d12d728bb49c46d11e58f0a1 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP / FAPESP:99/06087-1

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:51:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / 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. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Orientador: Raquel Gonçalves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-25T11:54:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pedroso_CinthyaBertoldo_D.pdf: 4271679 bytes, checksum: 78da5c4af5a0acca3308881a7a7f1d4b (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A utilização de métodos de propagação de ondas para acessar a qualidade da madeira ainda na árvore tem sido um dos focos atuais de pesquisa nessa área. No entanto, um dos problemas para a aplicação dessa tecnologia diretamente em árvores é a influência de diferentes mecanismos de propagação de ondas, que ocorre em função das características do meio e interfere nos resultados. Como consequência a velocidade de propagação de ondas obtida em ensaios nas árvores é diferente da obtida em ensaios na tora recém abatida ou nas vigas proveniente do processamento da tora. Adicionalmente, a velocidade obtida na tora ou na viga é melhor correlacionada com as propriedades mecânicas do que a velocidade obtida na árvore. Assim, o objetivo dessa pesquisa foi buscar parâmetros que permitissem melhorar a predição da velocidade na tora e na viga à partir da velocidade obtida com o ensaio na árvore e, como consequência, melhorar a predição de propriedades de resistência e de rigidez da madeira a partir da avaliação acústica na árvore. Para alcançar os objetivos foram realizados ensaios de propagação de ondas em árvores, em toras delas provenientes e em vigas retiradas das toras. As vigas foram submetidas à ensaios de flexão estática, na umidade de equilíbrio, para posterior correlação da resistência (fm) e da rigidez (EM) com as propriedades acústicas das árvores. A densidade na condição saturada (?), o diâmetro na altura do peito (DAP), o coeficiente acustoelástico e o coeficiente de Poisson (?) foram os parâmetros adotados para serem estudados. As diferenças entre velocidades árvore/tora e árvore/viga foram minimizadas com a inserção do coeficiente de Poisson e do diâmetro na altura do peito. Os coeficientes de determinação dos modelos de predição das propriedades mecânicas à partir das velocidades nas árvores, corrigidos pela densidade saturada, pelo diâmetro na altura do peito e pelo coeficiente de Poisson, foram semelhantes ou superiores aos obtidos pelos modelos de previsão dessas propriedades (fm e EM) a partir das velocidades obtidas diretamente em toras ou em vigas. Esse resultado permite comprovar a viabilidade de antecipação das propriedades da madeira em ensaios acústicos em árvores / Abstract: The use of wave propagation methods to access the wood quality in standing tree has been one of the current focuses of research in this area. However, one of the problems for the application of this technology directly in standing trees is the influence of different mechanisms of wave propagation, which occurs according to the characteristics linked to the type of measurement, geometry of the piece and other parameters that affect the results. Consequently the wave propagation velocity obtained from measurements in trees differs from that obtained from measurements in freshly felled logs or on beams in green condition removed from the log. Additionally, the velocity obtained in log or in beam is better correlated with mechanical properties than the velocity obtained in standing tree. Thus, the aim of the this research was examine parameters that allows better prediction of log velocity and beam velocity from velocity obtained from measurements in standing trees. As a consequence, allow better prediction of properties of strength and stiffness of wood from the tree acoustic measurement. To achieve the objectives, wave propagation measurements were performed in standing trees, in freshly felled logs obtained from these trees and in beams removed from the logs. The beams were submitted to the bending tests, in equilibrium moisture content, for later correlation of the strength (fm) and stiffness (EM) with acoustic properties obtained on trees. The bulk green density (?), the diameter at breast height (DBH), the acoustoelasticity coefficient and the Poisson's ratio (?) were the parameters adopted for the analysis. The differences between tree/log velocities and tree/beam velocities were minimized by inserting the Poisson ratio and the diameter at breast height. The coefficient of determination of the models to predict the mechanical properties from tree velocities, corrected for green density, diameter at breast height and Poisson's ratio, were similar or superior to those obtained by prediction models of these properties (fm and EM) from the velocities obtained directly from logs or from beams. This result allows prove the viability of the anticipation of wood properties from measurements in standing tree / Doutorado / Construções Rurais e Ambiencia / Doutora em Engenharia Agrícola

Orientador: Paulo Cardieri / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T02:54:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Goes_AdrianoAlmeida_D.pdf: 4041752 bytes, checksum: 3aebfc7442e100b6011a6873be01c5f9 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Resultados de campanhas de medição realizadas visando o desenvolvimento de uma fer-ramenta para o projeto, implantação e análise de sistemas de RFID são mostrados nesse traba-lho. Particularmente, a perda de percurso de rádio a partir de um leitor de RFID até um TAG, e de volta para o leitor é caracterizada na banda 915 MHz, para diferentes distâncias de separação leitor-TAG, alturas de TAG e de antena do leitor. Vários cenários de propagação foram considerados, incluindo ambientes exteriores e in-teriores, para os quais foi colhido um extenso número medidas. Os dados de campo são, então, comparados a uma versão melhorada do modelo clássico perda caminho 2-ray, ajustada para incluir também os padrões de radiação da antena não omnidirecionais no leitor. Além disso, foi investigado, por meio da análise de medidas de campo, o efeito da mobi-lidade do TAG no sinal recebido no leitor. Para a coleta das medidas, foi construído um aparato composto de uma esteira de velocidade controlada, onde foram instalados TAGs de teste. Os resultados de medida mostraram que a mobilidade do TAG provoca uma diminuição do valor médio e um aumento da variância do sinal recebido no leitor. Essa atenuação extra e a variância do sinal não são fortemente afetadas pelo valor da velocidade. Por fim, esses efeitos de propagação são incorporados em um modelo matemático, que pode ser utilizado para a simulação e planejamento de sistemas RFID / Abstract: Results of measurement campaigns carried out aiming at the development of a tool for design, deployment, and analysis of RFID systems are shown. Particularly, the radio path loss from an RFID reader towards the test TAG and back to the reader is characterized at the 915 MHz band. The path loss is estimated based on the received signal strength measured at the reader, for different reader¿TAG separation distances and different antenna TAG heights. Several propagation scenarios have been considered, including outdoor and indoor environments for which an extensive number of typical real manufacturing plants have been chosen. The field data are then compared to a proposed novel, improved version of the classical 2-ray path loss model, adjusted to include non-omnidirectional antenna radiation patterns at the reader. In addition, the effect of TAG mobility in the received signal at the reader was also investigated, by means of field measurements. To collect the field measurements, an apparatus was designed and constructed, consisting of a mat of controlled speed, on which test TAGs were installed. The results showed that TAG mobility decreases the average value increases the variance of the received signal at the reader. This extra attenuation and the increased variance of the signal are not strongly affected by the value of speed. Finally, these two effects are incorporated into a mathematical model that can be used for simulation and planning of RFID systems / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Dietrich Wilhelm Schleicher / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-26T05:18:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Macedo_DanielLeal_D.pdf: 16481305 bytes, checksum: 3d47b0427882ec03cc38bd035feee293 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A inversão de onda completa (FWI, do inglês ''full waveform inversion'') nãolinear baseada em gradientes (métodos de descida) é, a princípio, capaz de levar em conta todos os aspectos da propagação de onda contida nos dados síismicos. Porém, FWI baseada em gradientes é limitada pela sua bem conhecida sensibilidade no que diz respeito à escolha do modelo inicial. Com o intuito de melhor entender algumas questões relacionadas à convergência do modelo na FWI, nós estudamos uma decomposição baseada na teoria de espalhamento que permite dividir os núcleos de sensibilidade dos campos de onda acústica em função dos parâmetros do modelo em duas partes: uma relativa ao componente de fundo, outra relativa à componente singular do modelo. Estimativas para a perturbação de fundo, bem como para a perturbação da parte singular do modelo obtidas com os adjuntos destes subnúcleos são componentes da estimativa obtida com o adjunto do núcleo total de sensibilidade. Os experimentos numéricos suportam a tese de que a decomposiçao em subnúcleos permite que se retroprojete somente os resíduos do campo de onda espalhado de modo a obter estimativas razoáveis da perturbação de fundo do modelo. Em um experimento com geometria de aquisição restrita (dados de reflexão com afastamento curto), os subnúcleos baseados em espalhamento múltiplo se aproveitam da autoiluminacão do meio devido às ondas multiplamente espalhadas. A autoiluminação fornece estimativas melhores com conteúdo espectral mais rico nas baixas frequências / Abstract: While in principle nonlinear gradient-based full-waveform inversion (FWI) is capable of handling all aspects of wave propagation contained in the data, including full nonlinearity, in practice, it is limited due to its notorious sensitivity to the choice of the starting model. To help addressing model-convergence issues in FWI, we study a decomposition based on the scattering theory that allows to break the acoustic-wavefield sensitivity kernels with respect to model parameters into background and singular parts. The estimates for both background perturbation and/or singular-part perturbation obtained with the subkernels' adjoints are components of the estimate obtained with the total kernel's adjoint. Our numerical experiments shows the feasibility of our main claim: the decomposition into subkernels allows to backproject the scattered-wavefield residuals only so as to obtain reasonable background-model perturbation estimates. In an experiment with restricted acquisition geometry (reflection data, narrow offset), the multiple-scattering subkernels take advantage of medium self-illumination provided by the scattered wavefields. This self-illumination provides better estimates, with longer wavelengh content / Doutorado / Reservatórios e Gestão / Doutor em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: José Roberto de França Arruda / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T13:55:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Beli_Danilo_M.pdf: 3829958 bytes, checksum: c3955a4ecbdae93b796bcd70c4128653 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Este trabalho deriva um elemento espectral para um segmento de anel rotativo com pressão interna, fundação elástica e amortecimento estrutural baseado na teoria de viga curva de Euler-Bernoulli. As equações do movimento são deduzidas pelo Princípio de Hamilton Estendido. A formulação pode ser empregada no estudo de vibrações, por exemplo, de pneus, sensores, rolamentos e separadores centrífugos. A relação espectral (números de onda versus frequência), resposta livre (modos de flexão e extensão) e resposta forçada são obtidas. Os resultados são validados pela comparação com resultados obtidos pelo modelo em elementos finitos simulado em Ansys® e com a solução analítica para um anel uniforme. A força dinâmica rotativa é naturalmente derivada pelo Método dos Elementos Espectrais e empregada para calcular a resposta forçada. O efeito de rotação aparece como uma aceleração de Coriolis que causa a bifurcação das frequências naturais, como uma tensão induzida pela rotação que causa um aumento da rigidez do anel, e como um modo de corpo rígido. A pressão interna desloca os picos de ressonância para frequências mais altas fazendo o sistema mais rígido. A fundação elástica causa a bifurcação do modo de corpo rígido e também torna o sistema mais rígido. O amortecimento estrutural diminui a amplitude dos picos de ressonância sem modificar as frequências de ressonância. A inclusão de não uniformidades é feita pela inclusão de elementos com diferentes propriedades e é estudada em dois exemplos. A resposta para uma força estacionária é obtida com convergência verificada com o aumento do número de elementos que compõe o anel. Um modelo simples e computacionalmente eficiente é desenvolvido neste trabalho e pode ser utilizado para investigar a resposta livre e forçada de um anel rotativo com não uniformidades / Abstract: This work derives a spectral element for a rotating ring segment with internal pressure, elastic foundation and structural damping based on the Euler-Bernoulli curved beam theory. The equations of motion are derived by Extended Hamilton's Principle. The formulation can to be employed in the vibrations study, for example, of tires, sensors, bearings and centrifugal separators. The spectrum relation (wavenumbers versus frequency), the free response (flexural and extensional modes) and the forced response are obtained. Results are validated by comparison with results from a Finite Element model simulated in Ansys® and with the analytical solution for a uniform ring. A rotating dynamic force is naturally derived for the Spectral Element Method and employed to compute the forced response. The rotating effect appears as Coriolis acceleration, which causes the bifurcation of the natural frequencies, as centrifugal hoop stress, which causes an increase of the ring stiffness, and as rigid body mode. The internal pressure shifts the resonance peaks to higher frequencies making the system more rigid. The elastic foundation causes the bifurcation of the rigid body mode and also makes the system stiffer. The structural damping decreases the amplitude of the resonance peaks without modifying the resonance frequencies. The inclusion of the non-uniformities is done by the elements with different proprieties and is studied in two examples. The response for a stationary force is obtained with convergence verified by increasing the number of elements that compose the ring. The simple and computationally efficient model developed in this work can be used to investigate the free and forced response of a rotating ring with non-uniformities / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Lúcio Tunes dos Santos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-18T19:22:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gower_ArturLewis_M.pdf: 2962671 bytes, checksum: 60eacb0b1c81be752469204420ce44d3 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Nesta tese expomos uma investigação qualitativa e quantitativa sobre a propagação de ondas com simetria radial em materiais elásticos pré-esticados, isotrópicos e homogêneos. Esse tipo de modelo se aproxima a uma explosão em um sólido como, por exemplo, uma fonte em sísmica. Além disso, o comportamento qualitativo da dinâmica radial ajuda o melhor entendimento do caso tridimensional. O trabalho tem um enfoque mais específico na modelagem, condições de choques, a dinâmica próximo do centro do corpo e análise da solução analítica do material linearizado / Abstract: This thesis is an exploration into the qualitative and quantitative behaviour of wave propagation with radial symmetry in materials which are prestressed elastic, isotropic and homogeneous. This type of model approximates an explosion in a solid, such as a seismic source. Also, an understanding of the radial dynamics can bring insight and contribute to our comprehension of the general 3D case. This thesis focuses on modelling, shock conditions, the dynamics close to the centre of the body and examining the analytical solution of an linearised material / Mestrado / Matematica Aplicada / Mestre em Matemática Aplicada

Orientador: Auteliano Antunes dos Santos Júnior / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-20T21:40:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodovalho_TainaGomes_M.pdf: 3540461 bytes, checksum: 3c0c4958dda8a145125013006521864f (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O uso dos materiais compósitos pela indústria aeronáutica tem ganhado cada vez mais espaço, sendo, portanto, de grande importância o conhecimento de suas características tanto na fase de projeto quanto na de manutenção. A presença de falhas e tensões não identificadas durante o processo de fabricação ou de manutenção pode significar perdas sociais, ambientais e econômicas. Dentre os métodos de medição e de inspeção não destrutiva em compósitos, os ultrassônicos mostraram-se mais eficientes por não depender da estrutura cristalina do material como os métodos de difração de nêutrons e de raios-X. Assim, determinar o perfil de resposta da velocidade de propagação da onda ultrassônica longitudinal criticamente refratada (LCR) em função da tensão aplicada para esse material, e avaliar se esta é linear e replicável, torna-se uma tarefa importante para posterior análise de tensões residuais. Neste trabalho analisa-se as influências da direção das fibras e da temperatura na velocidade de propagação das ondas ultrassônicas longitudinais, visando avaliar, posteriormente, o perfil acustoelástico dos laminados unidirecionais carbono/epóxi (HexTow® AS4 /Hexply® 8552) com direções de fibra a 0º, 45º e 90º. Para analisar os fatores de influência foram executados os testes de análise da variância (ANOVA) com distribuição F e o teste de Tukey, para comparar os níveis dos fatores. Os resultados mostraram que todos os fatores analisados influenciam na medida da velocidade da onda longitudinal, sendo a direção das fibras o fator de maior influência. Os resultados obtidos permitirão, em trabalhos futuros, a construção de modelo que permita obter a resposta de laminados quasi - isotrópicos empregados na indústria aeronáutica para diferentes sequências de empilhamento / Abstract: The use of composite materials for aerospace industry has gained more space and is therefore of great importance the knowledge of its characteristics, both in the design and in the maintenance. The presence of faults and unidentified strains during manufacturing or maintenance process can mean social, environmental and economic losses. Within the methods of measurement and nondestructive inspection of composites, ultrasonic methods have shown to be more efficient because they do not depend on the crystal structure of the material as the methods of neutron diffraction and X-rays. Thus, determining the response profile of the propagation velocity of longitudinal critically refracted (LCR) waves as a function of stress applied to the material, and to evaluate whether this is linear and repeatable, has become an important task for later analysis of residual stresses. This study analyzes the influences of fiber direction and temperature on the speed of propagation of longitudinal ultrasound waves, to evaluate further the profile acustoelastics of laminated unidirectional carbon/ epoxy (HexTow ® AS4 / Hexply ® 8552) with directions fiber at 0 °, 45 and 90. To analyze the factors of influence were performed the analysis of variance (ANOVA) test with distribution F and Tukey's test to compare the levels of factor. The results showed that all analyzed factors influences in the measure of longitudinal wave velocity, being the direction of the fibers the factor of most influence. The results allow the construction of a model, in future works, to achieve the response of laminated quasi - isotropic employed in the aviation industry for different stacking sequences / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestra em Engenharia Mecânica

Geomagnetic pulsations are ultra-low frequency (ULF) oscillations of the geomagnetic field that have been observed in the magnetosphere and on the Earth since the 1800’s. In the 1960’s in situ observations of the solar wind suggested that the source of pulsation activity must lie beyond the magnetosphere. In this work the influence of several solar wind plasma and interplanetary magnetic field (IMF) parameters on Pc3 pulsations are studied. Pc3 pulsations are a class of geomagnetic pulsations with frequency ranging between 22 and 100 mHz. A large dataset of solar wind and pulsation measurements is employed to develop two empirical models capable of predicting the Pc3 index (an indication of Pc3 intensity) at one hour and five minute time resolution, respectively. The models are based on artificial neural networks, due to their ability to model highly non-linear interactions between dependent and independent variables. A robust, iterative process is followed to find and rank the set of solar wind input parameters that optimally predict Pc3 activity. According to the parameter selection process the input parameters to the low resolution model (1 hour data) are, in order of importance, solar wind speed, a pair of time-based parameters, dynamic solar wind pressure, and the IMF orientation with respect to the Sun-Earth line (i.e. the cone angle). Input parameters to the high resolution model (5 minute data) are solar wind speed, cone angle, solar wind density and a pair of time-based parameters. Both models accurately predict Pc3 intensity from unseen solar wind data. It is observed that Pc3 activity ceases when the density in the solar wind is very low, even while other conditions are favourable for the generation and propagation of ULF waves. The influence that solar wind density has on Pc3 activity is studied by analysing six years of solar wind and Pc3 measurements at one minute resolution. It is suggested that the pause in Pc3 activity occurs due to two reasons: Firstly, the ULF waves that are generated in the region upstream of the bow shock does not grow efficiently if the solar wind density is very low; and secondly, waves that are generated cannot be convected into the magnetosphere because of the low Mach number of the solar wind plasma due to the decreased density.

Ionospheric phase delays of radio signals from Global Positioning System (GPS) satellites have been used to compute ionospheric Total Electron Content (TEC). An extended Chapman profle model is used to estimate the electron density profles and TEC. The Chapman profle that can be used to predict TEC over the mid-latitudes only applies during day time. To model night time TEC variability, a polynomial function is fitted to the night time peak electron density profles derived from the online International Reference Ionosphere (IRI) 2001. The observed and predicted TEC and its variability have been used to study ionospheric in°uence on Radio Astronomy in South Africa region. Di®erential phase delays of the radio signals from Radio Astronomy sources have been simulated using TEC. Using the simulated phase delays, the azimuth and declination o®sets of the radio sources have been estimated. Results indicate that, pointing errors of the order of miliarcseconds (mas) are likely if the ionospheric phase delays are not corrected for. These delays are not uniform and vary over a broad spectrum of timescales. This implies that fast frequency (referencing) switching, closure phases and fringe ¯tting schemes for ionospheric correction in astrometry are not the best option as they do not capture the real state of the ionosphere especially if the switching time is greater than the ionospheric TEC variability. However, advantage can be taken of the GPS satellite data available at intervals of a second from the GPS receiver network in South Africa to derive parameters which could be used to correct for the ionospheric delays. Furthermore GPS data can also be used to monitor the occurrence of scintillations, (which might corrupt radio signals) especially for the proposed, Square Kilometer Array (SKA) stations closer to the equatorial belt during magnetic storms and sub-storms. A 10 minute snapshot of GPS data recorded with the Hermanus [34:420 S, 19:220 E ] dual frequency receiver on 2003-04-11 did not show the occurrence of scintillations. This time scale is however too short and cannot be representative. Longer time scales; hours, days, seasons are needed to monitor the occurrence of scintillations.