Foi feita uma modificação da teoria magnetohidrodinâmica, incorporando a dinâmica dos neutrinos, chamada magnetohidrodinâmica de neutrinos. Elétrons e íons foram toma- dos como não-relativísticos, juntamente com os neutrinos eletrônicos (ultra) relativísticos acoplados via força eletro-fraca. Devido à ressonância com um feixe de neutrinos, foi prevista a desestabilização das ondas magnetosônicas rápidas. Admitindo modos oblí- quos, é possível detectar uma instabilidade que se torna mais forte quando o vetor de onda é paralelo ao campo magnético de equilíbrio, associando-se à onda magnetosônica lenta. Assumindo perturbações eletrostáticas em um plasma magnetizado composto por elétrons em um fundo iônico neutro, acoplado a neutrinos eletrônicos, foi considerado o papel desestabilizador dos feixes de neutrinos quanto aos modos de Trivelpiece-Gould. O campo magnético aumenta significativamente a taxa de crescimento linear, conforme cal- culado para os parâmetros de supernovas tipo II. Para o caso não magnetizado, a taxa de crescimento da instabilidade é encontrada para o vetor de onda paralelo ou perpendicular ao campo magnético substituindo-se a frequência de plasma pela frequência apropriada de Trivelpiece-Gould. Adicionalmente, considerou-se um modelo que combina as interações neutrino-plasma e as oscilações de sabores de neutrinos. Neste contexto, estudou-se o acoplamento entre ondas íon-acústicas e oscilações de sabores de neutrinos, obtendo-se uma nova instabilidade. Mostrou-se que a taxa de crescimento desta instabilidade não é modificada pela inclusão de efeitos colisionais. / A modification of the magnetohydrodynamic theory was made incorporating the dyna- mics of neutrinos, called neutrino magnetohydrodynamics. Electrons and ions were taken as non-relativistic, along with (ultra) relativistic electron neutrinos coupled via electro- weak force. Due to the resonance with the neutrino beam the destabilization of the fast magnetosonic wave was predicted. Then, oblique modes were admitted, resulting in a detection of an instability, which becomes stronger when the wave vector is parallel to the equilibrium magnetic field, associating with the slow magnetosonic wave. For the simplest case, assuming electrostatic perturbations in a magnetized plasma composed of electrons on a neutral ionic background, coupled with electronic neutrinos, the destabilizing role of the neutrino beams in Trivelpiece-Gould modes was considered. The magnetic field signi- ficantly increases the linear growth rate, as calculated for type II supernova parameters. For the nonmagnetized case, the growth rate of instability is found for the wave vector parallel or perpendicular to the magnetic field, replacing the plasma frequency with the appropriate frequency of Trivelpiece-Gould. For oblique propagation the growth rate is also found. Subsequently, a model combining neutrino-plasma interactions and neutrino flavor oscillations was studied in the case of the coupling between the ion-acoustic wa- ves and the oscillations of neutrino flavors. When included collision effects, the rate of growth of instability has shown that the coupling between the ion-acoustic waves and the oscillations of neutrino flavors in a completely ionized plasma remain the same.

Este trabalho consiste na aplicação de técnicas de identificação de parâmetros estruturais, especificamente massa, rigidez e amortecimento, à caixa acústica de um violão clássico. A abordagem experimental tradicional é adotada, com medição de aceleração em um ponto da estrutura e excitação proveniente de martelo instrumentado registrada em diferentes pontos. As funções de resposta em frequência são então traçadas para, em conjunto com um modelo analítico representativo dos primeiros graus de liberdade do acoplamento ar/estrutura, realizar-se o ajuste de curvas e posterior identificação dinâmica. Para tanto, esta última etapa foi tratada como um problema matemático de otimização não linear no qual se busca a minimização de uma função objetivo que contabiliza de alguma forma a diferença entre o resultado das medições e os valores previstos pelo modelo utilizado. Várias funções de erro (objetivo) e vários algoritmos foram utilizados, como mínimos quadrados não linear, simplex de Nealder-Mead, algoritmo genético padrão e enxame de partículas (particle swarm), entre outros, sendo este último o de melhor desempenho entre todos, quando aplicado em conjunto com a norma da diferença dos logaritmos das magnitudes ao quadrado. Assim, uma calibração com boa concordância entre dados experimentais e resultados teóricos foi estabelecida para o modelo proposto, sendo realizada também a verificação do ajuste através da comparação de um conjunto independente de dados, trazendo, desta forma, confiabilidade para posteriores cálculos das grandezas associadas ao comportamento dinâmico utilizando-se o modelo ajustado. / This work aims at identify structural parameters of a classical acoustic guitar’s resonant chamber by comparing theoretical and experimental frequency response functions. The quantities used to construct the mass, stiffness and damping matrices of an air/structure analytical model, which is representative of the first few modes of the body, are considered as project variables, and an impact vibration testing approach is used to obtain the measured data, with a roving instrumented hammer and an accelerometer attached to a predefined point of the body. Then, a curve-fit analysis is performed as a mathematical problem of non-linear optimization, wherein the objective function, which is to be minimized, somehow accounts for the difference between the measured data and the theoretically predicted values. Some different error (objective) functions and optimization algorithms, like non-linear least-squares, Nealder-Mead simplex, standard genetic algorithm and particle swarm, among others, were applied, and the latter yielded, together with the squared error norm, the best performance. Then, an updated model was achieved with fair agreement between analytical predictions and experimental results, verified using a validation data set, bringing reliability for further theoretical predictions.

Foi feita uma modificação da teoria magnetohidrodinâmica, incorporando a dinâmica dos neutrinos, chamada magnetohidrodinâmica de neutrinos. Elétrons e íons foram toma- dos como não-relativísticos, juntamente com os neutrinos eletrônicos (ultra) relativísticos acoplados via força eletro-fraca. Devido à ressonância com um feixe de neutrinos, foi prevista a desestabilização das ondas magnetosônicas rápidas. Admitindo modos oblí- quos, é possível detectar uma instabilidade que se torna mais forte quando o vetor de onda é paralelo ao campo magnético de equilíbrio, associando-se à onda magnetosônica lenta. Assumindo perturbações eletrostáticas em um plasma magnetizado composto por elétrons em um fundo iônico neutro, acoplado a neutrinos eletrônicos, foi considerado o papel desestabilizador dos feixes de neutrinos quanto aos modos de Trivelpiece-Gould. O campo magnético aumenta significativamente a taxa de crescimento linear, conforme cal- culado para os parâmetros de supernovas tipo II. Para o caso não magnetizado, a taxa de crescimento da instabilidade é encontrada para o vetor de onda paralelo ou perpendicular ao campo magnético substituindo-se a frequência de plasma pela frequência apropriada de Trivelpiece-Gould. Adicionalmente, considerou-se um modelo que combina as interações neutrino-plasma e as oscilações de sabores de neutrinos. Neste contexto, estudou-se o acoplamento entre ondas íon-acústicas e oscilações de sabores de neutrinos, obtendo-se uma nova instabilidade. Mostrou-se que a taxa de crescimento desta instabilidade não é modificada pela inclusão de efeitos colisionais. / A modification of the magnetohydrodynamic theory was made incorporating the dyna- mics of neutrinos, called neutrino magnetohydrodynamics. Electrons and ions were taken as non-relativistic, along with (ultra) relativistic electron neutrinos coupled via electro- weak force. Due to the resonance with the neutrino beam the destabilization of the fast magnetosonic wave was predicted. Then, oblique modes were admitted, resulting in a detection of an instability, which becomes stronger when the wave vector is parallel to the equilibrium magnetic field, associating with the slow magnetosonic wave. For the simplest case, assuming electrostatic perturbations in a magnetized plasma composed of electrons on a neutral ionic background, coupled with electronic neutrinos, the destabilizing role of the neutrino beams in Trivelpiece-Gould modes was considered. The magnetic field signi- ficantly increases the linear growth rate, as calculated for type II supernova parameters. For the nonmagnetized case, the growth rate of instability is found for the wave vector parallel or perpendicular to the magnetic field, replacing the plasma frequency with the appropriate frequency of Trivelpiece-Gould. For oblique propagation the growth rate is also found. Subsequently, a model combining neutrino-plasma interactions and neutrino flavor oscillations was studied in the case of the coupling between the ion-acoustic wa- ves and the oscillations of neutrino flavors. When included collision effects, the rate of growth of instability has shown that the coupling between the ion-acoustic waves and the oscillations of neutrino flavors in a completely ionized plasma remain the same.

Este trabalho trata do estudo e aplicação da técnica de abertura focal sintética (SAFT) na geração de imagens por ultra-som em modo-B com transdutores matriciais lineares, para aplicação em ensaios não destrutivos. Sinais em modo-A são adquiridos e armazenados correspondentes ao meio inspecionado. Implementaram-se duas estratégias de processamento baseadas no método SAFT. A primeira consiste em um elemento central do array emitindo e todos recebendo, resultando em imagens com uma baixa energia acústica envolvida. A outra estratégia considera cada um dos elementos do array emissores e receptores gerando imagens de melhor qualidade, mas requer um maior tempo de processamento. Aplicaram-se técnicas de processamento digital de sinais como: filtragem, extração da envoltória, retificação, compressão logarítmica, interpolação e janelas de ponderação. Arquivos de dados foram gerados com um array de 128 elementos pelos pesquisadores da Universidade de Michigan e disponibilizados no site. Esses foram utilizados para a elaboração e otimização dos algoritmos no MatlabR. As imagens obtidas foram analisadas com relação a alguns parâmetros como a resolução axial e lateral, o contraste e o tempo de processamento. Foi confeccionado, no Laboratório de Ultra-Som da Escola Politécnica da Universidade de São Paulo, transdutor array de 16 elementos. Realizaram-se experimentos, adquirindo-se sinais que foram processados, gerando imagens referentes ao meio inspecionado. / This work deals with the study and application of the synthetic aperture focusing technique (SAFT) for generating ultrasonic images in mode-B with linear array transducers for nondestructive testing applications. Modo-A signals are acquired and stored corresponding to the inspected medium. It was implemented two processing strategies based on SAFT. The first one consists of an array emitting with the central element and receiving with all the elements, resulting in images with a low acoustic energy involved. The second considers each one of the emitting and receiving elements of the array, generating images of better quality but requiring a longer processing time. Digital signal processing techniques were applied such as: filtering, envelope detection, rectification, logarithmic compression, interpolation, and weighting windows. Data were generated with a 128-element array by researchers from the University of Michigan and made available at the institution website. These data were used for elaborating and optimizing the algorithms using MatlabR. The acquired images were analyzed regarding some parameters as axial and lateral resolution, contrast and the processing time. A 16-element array was confectioned in the Ultrasound Laboratory of the School of Engineering at the University of São Paulo. Experiments were conducted and signals were acquired and processed, resulting in images of the inspected medium.

Este trabalho consiste na aplicação de técnicas de identificação de parâmetros estruturais, especificamente massa, rigidez e amortecimento, à caixa acústica de um violão clássico. A abordagem experimental tradicional é adotada, com medição de aceleração em um ponto da estrutura e excitação proveniente de martelo instrumentado registrada em diferentes pontos. As funções de resposta em frequência são então traçadas para, em conjunto com um modelo analítico representativo dos primeiros graus de liberdade do acoplamento ar/estrutura, realizar-se o ajuste de curvas e posterior identificação dinâmica. Para tanto, esta última etapa foi tratada como um problema matemático de otimização não linear no qual se busca a minimização de uma função objetivo que contabiliza de alguma forma a diferença entre o resultado das medições e os valores previstos pelo modelo utilizado. Várias funções de erro (objetivo) e vários algoritmos foram utilizados, como mínimos quadrados não linear, simplex de Nealder-Mead, algoritmo genético padrão e enxame de partículas (particle swarm), entre outros, sendo este último o de melhor desempenho entre todos, quando aplicado em conjunto com a norma da diferença dos logaritmos das magnitudes ao quadrado. Assim, uma calibração com boa concordância entre dados experimentais e resultados teóricos foi estabelecida para o modelo proposto, sendo realizada também a verificação do ajuste através da comparação de um conjunto independente de dados, trazendo, desta forma, confiabilidade para posteriores cálculos das grandezas associadas ao comportamento dinâmico utilizando-se o modelo ajustado. / This work aims at identify structural parameters of a classical acoustic guitar’s resonant chamber by comparing theoretical and experimental frequency response functions. The quantities used to construct the mass, stiffness and damping matrices of an air/structure analytical model, which is representative of the first few modes of the body, are considered as project variables, and an impact vibration testing approach is used to obtain the measured data, with a roving instrumented hammer and an accelerometer attached to a predefined point of the body. Then, a curve-fit analysis is performed as a mathematical problem of non-linear optimization, wherein the objective function, which is to be minimized, somehow accounts for the difference between the measured data and the theoretically predicted values. Some different error (objective) functions and optimization algorithms, like non-linear least-squares, Nealder-Mead simplex, standard genetic algorithm and particle swarm, among others, were applied, and the latter yielded, together with the squared error norm, the best performance. Then, an updated model was achieved with fair agreement between analytical predictions and experimental results, verified using a validation data set, bringing reliability for further theoretical predictions.

Orientador: Renato Pavanello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-22T03:41:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Galli_LuisAntonioFonseca_M.pdf: 16203447 bytes, checksum: 8e700055ee702e3b8657b62b1b0ba462 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O comportamento dinâmico de estruturas flexíveis é muitas vezes influenciado significativamente pelo acoplamento com meios fluidos, e dependendo do tipo de aplicação faz-se necessário escolher o tipo mais adequado de formulação matemática e de variáveis consistentes para uma melhor análise do problema em questão. Neste trabalho estuda-se as principais formulações matemáticas existentes utilizando se o Método dos Elementos Finitos aplicado a problemas de interação fluido-estrutura. Faz-se uma análise das principais características de cada formulação estudada, tanto do ponto de vista de seu equacionamento, como também de sua implementação computacional, dos métodos numéricos necessários à resolução do sistema matricial resultante e dos tipos de problemas que se consegue resolver. Em seguida escolhe-se um tipo de formulação simétrica em deslocamentos, potenciais de velocidade e pressões hidrostáticas para implementação. Para a validação e avaliação da metodologia empregada discretiza-se a estrutura utilizando-se elementos de viga, e o fluido utilizando-se elementos triangulares lineares. Resolve-se problemas de interação fluido-estrutura aplicados a problemas estáticos, ao estudo das freqüências e dos modos de vibração de cavidades acústicas com contornos rígidos, móveis e flexíveis. E por fim estuda-se um caso prático aplicado a um problema de engenharia. Trata-se do estudo acústico e acoplado da cabine de um veículo automotivo / Abstract: The flexible structures dynamic behaviour is many times influenced by coupling with fluid media, and depending on the application type, it is necessary to choose the most appropriate type of mathematical formulation and consistent variables for the best problem analyses. In this work, the main existing mathematical formulation are studied using the Finite Element Method applied to fluid-structure interaction problems. Analyses of the main characteristics of every one of these formulations is done, from the equations point of view, is as well as their computer implementations, together with the analyses of the numerical methods needed for the solution of the resultant matrix system and the kind of problems that can be solved. Choosing a type of symmetric formulation in displacements, velocity potentials and hydrostatic pressure for implementation. For validation and estimation of the used methodology the structure is discretized using beam elements, and the fluid using triangle linear elements. Solving fluid-structure interaction problems applied to static problems, natural frequencies and mode shape analyses of acoustic cavities with rigid, movable and flexible boundaries. Finally, an engineering practical problem is considered where an acoustical and coupled automobile passengers cabine is studied. / Mestrado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadoes: Joerg Dietrich Wilhelm Schleicher, Lúcio Tunes dos Santos / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-21T14:21:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bloot_Rodrigo_D.pdf: 3456556 bytes, checksum: dfcf4ac1fac953f56ab0b6d7c73c5157 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: No presente trabalho derivamos a equação geral da onda em um meio VTI com anisotropia fraca por meio da linearização do tensor de rigidez em termos do parâmetro de Thomsen ?. A equação da onda resultante é um sistema de três equações diferenciais acopladas em relação ao vetor de posição. Adaptamos a decomposição de Helmholtz e estudamos a propagação da onda em um meio homogêneo VTI. Além disso, usando a teoria do raio de ordem zero, derivamos as equações iconais e de transporte associadas aos modos de onda q-P, q-SV e q-SH. Por fim, reduzimos o problema ao caso pseudo-acústico no qual a velocidade da onda S é nula no eixo de simetria vertical e, com isto, estabelecemos um entendimento mais satisfatório do significado de artefatos que ocorrem nestes meios / Abstract: We derive a general elastic wave equation in weakly anisotropic VTI media by linearizing the expression of the stiffness tensor in terms of the Thomsen parameter ? The resulting wave equation is a system of three coupled differential equations for the three components of the displacement vector. By using the Helmholtz decomposition is possible to study the wave propagation in homogeneous VTI media. In heterogeneous case we use the zero-order ray theory. We derive the associated eikonal and transport equations for q-P, q-SV and q-SH waves. These are finally reduced to the pseudoacoustic case where the vertical S-wave velocity is zero. This allows for a better understanding of the pseudo-S wave artifact in such media / Doutorado / Matematica Aplicada / Doutor em Matemática Aplicada

Foi feita uma modificação da teoria magnetohidrodinâmica, incorporando a dinâmica dos neutrinos, chamada magnetohidrodinâmica de neutrinos. Elétrons e íons foram toma- dos como não-relativísticos, juntamente com os neutrinos eletrônicos (ultra) relativísticos acoplados via força eletro-fraca. Devido à ressonância com um feixe de neutrinos, foi prevista a desestabilização das ondas magnetosônicas rápidas. Admitindo modos oblí- quos, é possível detectar uma instabilidade que se torna mais forte quando o vetor de onda é paralelo ao campo magnético de equilíbrio, associando-se à onda magnetosônica lenta. Assumindo perturbações eletrostáticas em um plasma magnetizado composto por elétrons em um fundo iônico neutro, acoplado a neutrinos eletrônicos, foi considerado o papel desestabilizador dos feixes de neutrinos quanto aos modos de Trivelpiece-Gould. O campo magnético aumenta significativamente a taxa de crescimento linear, conforme cal- culado para os parâmetros de supernovas tipo II. Para o caso não magnetizado, a taxa de crescimento da instabilidade é encontrada para o vetor de onda paralelo ou perpendicular ao campo magnético substituindo-se a frequência de plasma pela frequência apropriada de Trivelpiece-Gould. Adicionalmente, considerou-se um modelo que combina as interações neutrino-plasma e as oscilações de sabores de neutrinos. Neste contexto, estudou-se o acoplamento entre ondas íon-acústicas e oscilações de sabores de neutrinos, obtendo-se uma nova instabilidade. Mostrou-se que a taxa de crescimento desta instabilidade não é modificada pela inclusão de efeitos colisionais. / A modification of the magnetohydrodynamic theory was made incorporating the dyna- mics of neutrinos, called neutrino magnetohydrodynamics. Electrons and ions were taken as non-relativistic, along with (ultra) relativistic electron neutrinos coupled via electro- weak force. Due to the resonance with the neutrino beam the destabilization of the fast magnetosonic wave was predicted. Then, oblique modes were admitted, resulting in a detection of an instability, which becomes stronger when the wave vector is parallel to the equilibrium magnetic field, associating with the slow magnetosonic wave. For the simplest case, assuming electrostatic perturbations in a magnetized plasma composed of electrons on a neutral ionic background, coupled with electronic neutrinos, the destabilizing role of the neutrino beams in Trivelpiece-Gould modes was considered. The magnetic field signi- ficantly increases the linear growth rate, as calculated for type II supernova parameters. For the nonmagnetized case, the growth rate of instability is found for the wave vector parallel or perpendicular to the magnetic field, replacing the plasma frequency with the appropriate frequency of Trivelpiece-Gould. For oblique propagation the growth rate is also found. Subsequently, a model combining neutrino-plasma interactions and neutrino flavor oscillations was studied in the case of the coupling between the ion-acoustic wa- ves and the oscillations of neutrino flavors. When included collision effects, the rate of growth of instability has shown that the coupling between the ion-acoustic waves and the oscillations of neutrino flavors in a completely ionized plasma remain the same.

Una de las soluciones para el control del ruido ambiental en la fase de transmisión viene dada por la utilización de barreras acústicas. En los últimos años, la posibilidad de manipular el sonido a través de estructuras periódicas motivó la idea de utilizar estos medios como una alternativa a las barreras acústicas clásicas. Estos sistemas presentan una propiedad interesante que permite su uso como barreras acústicas: la existencia de rangos de frecuencias en las que el sonido no se transmite a través de la estructura, debido a la difracción Bragg, es decir, a un proceso de dispersión múltiple relacionado con la periodicidad del sistema. Sin embargo, debido a las características de este fenómeno de interferencias, su uso exclusivo no es suficiente para garantizar la existencia de altas atenuaciones sonoras en amplios rangos de frecuencia. Dos han sido las líneas de investigación clásicas seguidas en la literatura para aumentar la capacidad de atenuación de estos sistemas: (i) introducir nuevos mecanismos de control de la transmisión acústica en los dispersores y (ii) introducir nuevos ordenamientos de dispersores para maximizar la difracción Bragg. En este trabajo se muestra la realización y caracterización acústica de dos prototipos de barrera acústica basados en sistemas de dispersores según las dos líneas de investigación expuestas, una en la que se han añadido los mecanismos de absorción y resonancia a los centros dispersores, y otra que además añade ordenamientos fractales. El objetivo de ambos prototipos es su uso como dispositivo real de reducción de ruido de tráfico. Ambas barreras han sido analizadas, patentadas y homologadas para su puesta en el mercado. Por otro lado se presenta un modelo teórico de diseño por superposición de pantallas basadas en sistemas periódicos que analiza por separado cada uno de los fenómenos involucrados en la propagación acústica a través de la barrera, siguiendo el principio de tuneado. Este principio considera que cada fenómeno acústico actúa de forma independiente sin afectar a los otros. El modelo de superposición propuesto, desarrollado mediante el método de elementos finitos, constituye un modelo integral ya que permite, de una manera muy sencilla, transformar un modelo en tres dimensiones en la suma de dos modelos bidimensionales, reduciendo de esta manera el coste computacional. Asimismo, permite elegir qué fenómenos acústicos se quieren considerar en el diseño de estas pantallas, añadiendo una importante carga tecnológica y de diseño al campo de las pantallas acústicas. / Castiñeira Ibáñez, S. (2015). Análisis y modelado de la fenomenología ondulatoria asociada al diseño de barreras acústicas basadas en conjuntos de dispersores aislados. Homologación de dispositivos [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48533 / TESIS

Actualmente existe una gran demanda de soluciones innovadoras e informáticas que permitan generar sistemas de vigilancia o que ayuden en esta labor. Es así como se han generado diversos proyectos que buscan satisfacer las necesidades de sistemas de este tipo. Mayormente, se ha utilizado la tecnología de imágenes y utilizando drones o algún tipo de cámara, donde una persona está monitoreando estas imágenes captadas en tiempo real para verificar la presencia de un objeto o un ser no deseado. Sin embargo, estas soluciones han presentado una gran complejidad tanto en procesamiento como infraestructura, conllevando así también a un precio elevado de su implantación. Es por esto que este proyecto de investigación se enfoca en presentar una solución a este problema utilizando recursos más simples, basándose en un reconocimiento de patrones en señales acústicas. Esta es un área de la especialidad de informática que en los últimos años ha tenido un gran desarrollo y estudio debido a las diversas aplicaciones que puede tener en el mundo contemporáneo. Cada vez se han ido perfeccionando los algoritmos de extracción de características y de aprendizaje de máquina, por lo cual en este trabajo se utilizarán y compararán dos métodos de caracterización estudiados en investigaciones de reconocimiento de voz. Además, se desarrollará un módulo de recorte de la señal que permita identificar a las regiones de interés. Finalmente, se usarán redes neuronales como el clasificador del algoritmo.