Spelling suggestions: "subject:"dispersal"" "subject:"dispersa""
21 |
[en] ONE-DIMENSIONAL NUMERICAL SIMULATION OF HORIZONTAL THREE PHASE SLUG FLOW WITH DISPERSIONS INCLUDING A SLIP MODEL / [pt] SIMULAÇÃO NUMÉRICA UNIDIMENSIONAL DO ESCOAMENTO HORIZONTAL TRIFÁSICO NO PADRÃO DE GOLFADAS COM DISPERSÕES INCLUINDO MODELO DE ESCORREGAMENTOJOAO PAULO OLIVEIRA DE MORAES 26 January 2021 (has links)
[pt] O escoamento trifásico na indústria do petróleo é caracterizado pela presença das fases gás, óleo e água. A presença da terceira fase (água) traz complexidade a esse processo, visto que pode provocar a formação de diversos novos padrões de escoamento, além dos já conhecidos para escoamento bifásico. Adicionalmente, a presença de uma fase líquida dispersa na outra pode formar uma emulsão, alterando significativamente a viscosidade e, assim, influenciando diretamente na perda de carga. O foco do presente trabalho é na previsão do padrão de golfadas com dispersões de água e óleo utilizando um modelo transiente unidimensional de Dois Fluidos. A presença da água é modelada através da solução da equação de conservação de massa para a fase água. Visando prever com precisão a queda de pressão, assim como a distribuição das frações volumétricas de cada fase ao longo do domínio, desenvolveu-se um modelo de fechamento algébrico para avaliar o escorregamento entre as fases líquidas. Com o modelo proposto, os resultados obtidos para a velocidade de escorregamento no escoamento água/óleo foram comparados com dados experimentais e de outros modelos, apresentando um excelente desempenho. O modelo foi então utilizado para analisar o escoamento trifásico no padrão de golfadas. As previsões para a queda de pressão e características das golfadas (comprimento, frequência e velocidade de translação) foram comparadas com dados experimentais da literatura e os resultados são promissores. / [en] The three-phase flow in the oil industry is characterized by the presence of the gas, oil and water phases. The presence of the third phase (water) adds complexity to this process, since it can cause the formation of several new flow patterns in addition to those already known for two-phase flow. Additionally, the presence of a dispersed phase into another can form an emulsion, altering significantly the viscosity and consequently influencing directly the pressure drop. The focus of this job is in the prediction of the slug flow with dispersions of water and oil using a one-dimensional transient Two Fluid model. The presence of water in the flow is modelled with the solution of an equation of conservation of mass. Intending to predict with precision the pressure drop, as the volumetric phase distribution of each phase throw the domain, an algebraic closure model was inserted to assess the slip between the liquid phases. With the proposed model, the results obtained for the slip velocity of the water/oil flow were compared with experimental data and other models, showing excellent performance. The model was then used to analyze the three-phase flow in the slug pattern. The predictions for pressure drop and characteristics of the slugs (length, frequency and translation velocity) have been compared with experimental data from the literature and the results are promising.
|
22 |
[en] STUDY OF SIGNAL DISTORTION IN ANALOGICAL OPTICAL SYSTEMS: FOR COMBINED EFFECTS OF POLARIZATION MODE DISPERSION AND POLARIZATION DEPENDENT LOSS / [pt] ESTUDO DA DISTORÇÃO DE SINAIS EM SISTEMAS ÓPTICOS ANALÓGICOS: POR EFEITOS COMBINADOS DA DISPERSÃO DOS MODOS DE POLARIZAÇÃO COM AS PERDAS DEPENDENTES DA POLARIZAÇÃOLUIS CARLOS BLANCO LINARES 03 November 2005 (has links)
[pt] Neste trabalho é apresentado um estudo do formalismo
matemático para a teoria da polarização da luz, da
dispersão dos modos de polarização e das perdas
dependentes da polarização e de seus efeitos combinados.
Medidas experimentais para caracterização dos parâmetros
dos dispositivos que compõe a montagem experimental são
apresentados, sendo aqui abordadas as técnicas de medida
utilizadas. Um novo modelamento teórico para os efeitos
combinados da dispersão dos modos de polarização e das
perdas dependentes da polarização em sistemas ópticos
analógicos é apresentado. Curvas teóricas e experimentais
de distorção harmônica em função dos vários parâmetros
envolvidos no modelamento comprovam a natureza
interferométrica dos fenômenos avaliados. Medidas
experimentais comprovam o correto modelamento teórico e
demonstram que o modelamento matemático apresentado em
[6], não contempla corretamente os fenômenos envolvidos. / [en] In this work is presented a study of mathematical
formalism to polarization of light thory, of polarization
mode dispersion and polarization dependent loss and of
this effects combined. Experimental measurements to
characterize the devices of experimental set-up are
presented, and the measure technique are mentioned here.
A new theorical model to combined effects of polarization
mode dispersion and polarization dependent loss is
presented. Theorical and experimental curves of hamonic
distortion in function of many parameters involved in
theorical model prove the interferometric nature of
phenomenon.
Experimental measurement demonstrate a perfect agreement
with modeling developed and prove differences of 5 dB with
modeling presented in [6].
|
23 |
[en] MONITORING THE SPREAD OF MULTIVARIATE PROCESSES USING PROJECTIONS OF THE OBSERVABLE VARIABLES VECTOR / [pt] MONITORAMENTO DA DISPERSÃO DE PROCESSOS MULTIVARIADOS POR PROJEÇÕES DO VETOR DE VARIÁVEIS OBSERVADASSERGIO FERREIRA BASTOS 01 December 2016 (has links)
[pt] Em processos multivariados, existem diversas variáveis observáveis para serem controladas. Pressupõe-se neste trabalho que os descontroles do processo se devem a causas especiais que atuam em fontes de variação independentes, cada uma destas podendo ser representada por uma variável aleatória não observável, ou latente. Alguma alteração na média de uma dessas variáveis ou um aumento na sua dispersão resultam, respectivamente, em deslocamento da média do vetor x de variáveis observáveis ao longo de uma direção atribuível específica, ou aumento da variabilidade do vetor x nessa direção. Propõe-se então controlar a dispersão de tais processos multivariados por gráficos de controle do desvio-padrão dos valores das projeções do vetor de variáveis observadas em direções específicas, associadas a variações nas variáveis latentes não observáveis do processo. Essas direções são denominadas de direções atribuíveis. Foram desenvolvidos, também, gráficos para média da norma quadrática de um vetor resíduo, a fim de permitir a sinalização da ocorrência de novas fontes de variação ainda desconhecidas ao processo, que levem a um aumento da variabilidade do vetor x em direções não contidas no subespaço das direções atribuíveis. O esquema proposto mostrou-se eficaz para o controle estatístico de causas especiais, atuando sobre as fontes de variação do processo, com a vantagem adicional de identificar automaticamente a variável latente afetada. / [en] In multivariate processes, there are several observable variables to be controlled. It is assumed in this work that loss of control is due to special causes acting in independent sources of variation, each of these being represented by an unobservable random variable, or latent. A change in average of these variables or an increase in dispersion results, respectively, in a displacement of the average of the vector x of the observable variables along a specific assignable direction or in an increase of vector x variability in that direction. It is proposed to control the dispersion of such multivariate processes by means of control charts of the vector projections values of observed variables in specific directions, associated with process changes in latent variables, not observable. We call these directions assignable directions. Graphs of average squared norm of a residual vector were developed to enable the signaling of the occurrence of new sources of variation, yet unknown to the process, that lead to increased vector x variability in directions not contained in the assignable directions subspace. The proposed scheme was shown to be an effective tool for statistical control of special causes acting on the process variation sources, with the added benefit of automatically identification of the affected latent variable.
|
24 |
[en] IMPACT OF THE EFFECTS OF PMD IN THE LIGHT POLARIZATION CONTROL IN SINGLE-MODE FIBERS / [pt] IMPACTO DOS EFEITOS DA PMD NO CONTROLE DE POLARIZAÇÃO DA LUZ EM FIBRAS ÓPTICAS MONOMODO27 September 2018 (has links)
[pt] Este trabalho apresenta o estudo e a realização de experimentos a fim de investigar os efeitos da PMD (Polarization Mode Dispersion) no controle de polarização implementado em um enlace de fibra óptica monomodo. Esse estudo permitirá a otimização de controladores de polarização em sistemas de transmissão que venham a utilizar multiplexação em polarização (PolMux) combinado a técnicas de UDWDM (Ultra Dense Wavelength Division Multiplexing), possibilitando o aumento da taxa de transmissão em um canal. Para tanto, foram realizadas medidas experimentais que demonstrem o desvio angular da polarização devido à descorrelação entre canais, através da análise da evolução da polarização do sinal óptico em função da PMD, do comprimento de onda e do espaçamento espectral; foram analisadas duas propostas para se utilizar no controle de polarização; estatísticas referentes à atenuação dos canais utilizados foram realizadas e também o cálculo da correlação com intuito de analisar como esses canais se relacionam. / [en] This work presents the study and conducting experiments to investigate the PMD (Polarization Mode Dispersion) effects in polarization control implemented in a single-mode fiber optic link. This study will allow the optimization of polarization controllers in transmission systems that will use polarization multiplexing (PolMux) combined with techniques like UDWDM (Ultra Dense Wavelength Division Multiplexing), and thereby to increase the transmission rate in a channel. Therefore, we performed experimental measurements showing the angular displacement of the polarization due to decorrelation between channels by analyzing the evolution of the polarization of the optical signal as a function of PMD, wavelength and the spectral spacing, analyzed using two proposals for the control of polarization, statistics of the fading channels used and also performed the calculate the correlation with the aim to analyze how these channels are related.
|
25 |
[pt] ESTUDO NUMÉRICO DA DISPERSÃO DE GASES INFLAMÁVEIS EM PLATAFORMAS DE PETRÓLEO / [en] NUMERICAL STUDY OF FLAMMABLE GASES DISPERSION IN OIL PLATFORMSTHIAGO FERNANDO MOTA GONSALVES 23 August 2021 (has links)
[pt] As atividades realizadas em estruturas Onshore e Offshore, relacionadas a exploração e produção de petróleo estão associadas ao risco iminente de vazamento de gás ou óleo, que encontrando qualquer tipo de ignição, pode causar incêndios e explosões com o potencial de causar perdas financeiras substanciais e mortes. No presente trabalho, a metodologia em CFD foi utilizada para analisar o vazamento de gás natural em um ponto localizado no módulo de compressão de gás em uma plataforma offshore. A turbulência do escoamento foi modelada com a metodologia RANS, empregando o modelo de duas equações K-epsilon. Considerando a situação crítica, o vazamento foi analisado em regime permanente, e modelado como uma fonte pontual. Foram consideradas duas intensidades de vento: 0,5 m/s representando a condição de calmaria e 6,5 m/s representando a velocidade mais frequente, e uma única direção no sentido PROA-POPA. Para cada condição de vento, foram estudadas quatro direções de vazamentos distintos (direção de liberação do gás), ou seja, a partir da junção entre o bocal do compressor e o flange da tubulação de alimentação do sistema (localizados imediatamente acima do compressor) tem-se vazamentos nas direções norte, sul, leste e oeste. A partir dos resultados de sobrepressão (DeltaP) (diferença entre a pressão ambiente (P0) e a pressão máxima de onda de choque (Pmáxima) obtida, pontos críticos foram identificados. O volume da nuvem foi determinado para cada cenário e, posteriormente, um cálculo de TNT equivalente (comparação do potencial da mistura explosiva com a massa de TNT necessária para produzir efeitos semelhantes) foi realizado para identificação dos potenciais riscos a estrutura offshore em caso de ignição do material gasoso disperso. Os resultados obtidos coincidiram com medidas experimentais de sobre pressão em situações semelhantes.
Identificou-se como o pior cenário, vazamento no flange do compressor na direção sul, correspondente a direção contraria ao vento, com alta concentração de gás natural numa grande região da plataforma. / [en] Oil exploration and production activities in Onshore and Offshore structures are associated with the imminent risk of gas or oil leakage, which encountering any type of ignition, can cause fires and explosions with the potential to cause substantial financial losses and deaths. In the present work, the CFD methodology was used to analyze the leakage of natural gas at a point located in the gas compression module on an offshore platform. The flow turbulence was modeled with the RANS methodology, using the two-equation K-epsilon model. Consider the critical situation, the leak was analyzed in steady state, and modeled as a point source. Two wind intensities were considered: 0.5 m / s represents the calm condition and 6.5 m / s represents the most frequent speed, and a single direction in the PROA-POPA direction. For each wind condition, four distinct leakage results (direction of gas release) were studied, i.g., from the junction between the compressor nozzle and the system supply piping flange (driven above the compressor) there are leaks in the north, south, east and west directions. From the results of overpressure (deltaP) (the difference between the ambient pressure (P0) and the maximum shock wave pressure (P maximum) obtained, points obtained were separated. The cloud volume was determined for each scenario and, subsequently, a calculation of equivalent TNT (comparison of the potential of the explosive mixture with the mass of TNT necessary to produce similar effects) was performed to identify potential risks to the offshore structure in case of ignition make dispersed gaseous material. The results obtained coincided with experimental pressure measurements under similar conditions. It was identified as the worst scenario, a leak in the compressor flange in the south direction, corresponding to the direction against the wind, with a high concentration of natural gas in a large region of the platform.
|
26 |
[en] LIQUID-CRISTALLINE PARTICLES STABILIZED BY ETHOXYLATED SURFACTANTS IN AQUEOUS DISPERSIONS / [pt] PARTÍCULAS LÍQUIDO-CRISTALINAS ESTABILIZADAS POR SURFACTANTES ETOXILADOS EM DISPERSÕES AQUOSASLUKAS COSTA MACEDO 22 February 2021 (has links)
[pt] Cristais líquidos são formados em alta concentração de surfactantes e apresentam muitas propriedades interessantes como a auto-organização, alta capacidade de incorporação de substâncias hidrofóbicas, propriedades reológicas únicas, além de conservarem as propriedades úteis e versáteis dos surfactantes. Entretanto, devido sua alta viscosidade, são inviáveis para determinadas aplicações, como por sprays e por injeções, por exemplo. Portanto, o objetivo principal deste trabalho é dispersar e estabilizar os cristais líquidos sob a forma de partículas em meio aquoso, que sejam capazes de encapsular óleos e ou substâncias hidrofóbicas, mantendo. Para isso, diferentes sistemas foram preparados combinando surfactantes iônicos, álcoois graxos e surfactantes não-iônicos etoxilados, com diferentes comprimentos de cadeias. A adição de álcoois graxos a surfactantes iônicos já é comumente usada para garantir a formação de cristais líquidos de estrutura lamelar. E a adição de surfactantes etoxilados foi realizada como uma tentativa de promover a dispersão dos cristais líquidos na forma de partículas em água. Isso se daria graças às cadeias etoxiladas hidrofílicas que poderiam se estender em direção ao meio aquoso, garantindo uma alta estabilização. Para o planejamento otimizado destes sistemas, primeiramente foi realizado um estudo de caracterização das estruturas formadas entre os pares dos reagentes em água, que permitiu compreender o efeito das diferentes proporções entre eles. A partir disso, algumas composições foram selecionadas para o preparo e caracterização das dispersões de partículas líquido-cristalinas. Os resultados de espalhamento de raios X a baixos ângulos e microscopia óptica confirmaram a estrutura líquido-cristalina lamelar, forneceram informações sobre a morfologia e dimensões das partículas. Por fim, foram realizados testes que confirmaram a capacidade de incorporação de óleo mineral pelas partículas selecionadas. Estes sistemas possuem a vantagem de serem preparados com substâncias já amplamente utilizadas na indústria de cosméticos. Desta forma, se confirmado o potencial de aplicação para liberação controlada, poderiam ser facilmente direcionados para aplicações em escala industrial com matérias primas de fácil acesso, com bastante disponibilidade comercialmente e custos relativamente baixos. / [en] Liquid crystals are formed in high concentration of surfactants and present many interesting properties such as self-organization, high uptake capacity of hydrophobic substances, unique rheological properties, despite of keeping the useful and versatile properties of surfactants. However, due to their high viscosity, they are inadequate to certain applications, such as spraying or injections. Hence, the main objective of this work is dispersing and stabilizing liquid crystals in the shape of particles in aqueous medium, being capable of encapsulate oils and or hydrophobic substances. For this, different systems were prepared by combining ionic surfactants, fatty alcohols and ethoxylated non-ionic surfactants, with different chain lengths. The addition of fatty alcohols to ionic surfactants is commonly used to guarantee the formation of liquid crystals with lamellar structure. And the addition of ethoxylated surfactants was performed as an attempt to promote the dispersion of liquid crystal in the shape of particles in water. It should occur due to the hydrophilic chains of ethylene oxide, which could extend towards the aqueous medium, guaranteeing high stability. To optimize the design of the systems, first, a study was performed to characterize the structures formed by the pairs of reactants in water, allowing to comprehend the effect of different proportions between them. From that, some compositions were selected to the preparation and characterization of dispersions of liquid-crystalline particles. The results of Small Angle X-Ray Scattering and optical microscopy confirmed the lamellar liquid-crystalline structure and provided information about the morphology and dimensions of the particles. Finally, tests were performed to confirm the capacity of uptake mineral oil by the selected particles. These systems possess the advantage of being prepared with substances widely used in the cosmetics industry. Thus, if the potential application to controlled delivery is confirmed, they could easily be directed to applications in industrial scale with easily accessible raw materials, with plenty of commercial availability and relatively low costs.
|
27 |
[en] STUDY OF POLARIZATION MODE DISPERSION COMPENSATION IN OPTICAL / [pt] ESTUDO DA COMPENSAÇÃO DA DISPERSÃO DOS MODOS DE POLARIZAÇÃO EM SISTEMAS ÓPTICOSLUIS CARLOS BLANCO LINARES 07 August 2003 (has links)
[pt] Neste trabalho é desenvolvido um modelamento matemático
para os elementos que compõem um sistema de compensação de
PMD de primeira ordem, visando obter alternativas de solução para
a metodologia de controle do sistema de compensação.
Um algoritmo de controle utilizando uma lógica
simplificada, diferente das encontradas em outros sistemas
de compensação, é desenvolvido.
Os resultados das simulações matemáticas, das diferentes
partes do sistema de compensação e do algoritmo de controle
desenvolvido, são comparados com resultados experimentais,
obtendo-se uma excelente concordância.
Um protótipo de um compensador de PMD de primeira ordem,
utilizando diferentes topologias de compensação, é
implementado e os resultados experimentais apresentados.
Os resultados experimentais obtidos demonstram que a
performance do protótipo desenvolvido é melhor que à obtida
com outros sistemas de compensação desenvolvidos por outros
grupos de pesquisa [22, 60]. / [en] In this work a mathematical model for the elements of the
first order compensation system is developed to obtain
alternative solutions of control methodology of the
compensator.
A control algorithm, using a simplified logic, different
from the ones found in other compensation systems, is
developed.
The mathematical simulations results of the implemented
model for different parts of the compensation system and of
the control algorithm are compared to the experimental
results showing good agreement.
A first order PMD compensation prototype is implemented,
using different compensation topologies. The experimental
results are presented, proving a better performance when
compared to the experimental results obtained by other
research groups [22, 60].
|
28 |
[en] DETERMINATION OF SILICON AND ALUMINUM IN CRUDE OIL USING ENERGY DISPERSIVE X-RAY FLUORESCENCE SPECTROMETRY / [pt] DETERMINAÇÃO DE SILÍCIO E ALUMÍNIO EM PETRÓLEO POR ESPECTROMETRIA DE FLUORESCÊNCIA DE RAIOS-X POR DISPERSÃO DE ENERGIAMARLIN JEANNETTE PEDROZO PEÑAFIEL 15 May 2018 (has links)
[pt] A determinação de diferentes níveis de silício e alumínio em petróleo é importante porque pequenas quantidades destes elementos podem produzir efeitos adversos nas refinarias devido à corrosão de equipamento ou afetar a qualidade dos produtos refinados. A espectrometria de fluorescência de raios-X por dispersão de energia (EDXRF) foi utilizada para desenvolver um método para a determinação de Si e Al em petróleo, onde estes elementos se encontram principalmente sob a forma de partículas sólidas de aluminossilicatos dispersas na amostra. Uma vez que os analitos não puderam ser determinados sem interferência diretamente no óleo, a fusão das amostras de petróleo foi realizada utilizando tetraborato de lítio. Em seguida, as amostras fundidas foram colocadas no centro de papéis de filtro de 10 mm de diâmetro, que foi colocado entre duas folhas de filme de polipropileno, para então ser fixado à cubeta para as medições no instrumento. A quantificação foi feita por meio de curvas analíticas no intervalo de concentração de 0 a 40 mg kg(-1) (para ambos os elementos) no material fundido final. O método desenvolvido, não sofreu interferência matriz uma vez que as amostras foram completamente decompostas e, posteriormente secas no substrato. Os resultados para os elementos foram estatisticamente comparáveis com os obtidos por espectrometria de absorção atômica com chama (FAAS). Além disso, os resultados concordaram com os obtidos nas amostras de programas de proficiência da ASTM. Amostras reais de petróleo, fornecidas pela Petrobras, também foram analisadas. As recuperações alcançadas se encontram entre 71 e 100 por cento para as diferentes amostras, o qual pode ser considerado satisfatório devido à dificuldade em se determinar esses elementos. Os limites de quantificação (10 vezes o desvio-padrão, n=10) encontrados para o Si e Al no petróleo foram de 0,7 e 1,1 mg kg(-1), respectivamente, mostrando o potencial do método proposto para a determinação de amostras com valores mais elevados destes elementos. / [en] It is important to determine silicon and aluminum at different levels in crude oils because of trace amounts of these elements may produce adverse effects in oil refining either by causing corrosion or by contaminating and affecting the quality of the refined products. Energy dispersive X-ray fluorescence spectrometry (EDXRF) was used to enable a reliable method for determination of Si and Al in crude oil, where these elements are found mainly in the form of solid aluminosilicate particles dispersed in the sample. Since the analytes could not be determined directly in the oil without interference, the fusing the crude oil samples was made using lithium tetraborate. Then, the fused samples were placed in the center of 10 mm diameter filter paper that were sandwiched between two polypropylene film foils and attached to the instrument cell for measurements. Quantification was made by using analytical curves in the concentration range from 0 to 40 mg kg (-1) (for both elements) in the final fused material. The method
developed did not suffer from matrix effect once the sample matrix was completely decomposed and the sample solution dried in the substrate before measurements. The results for the elements were statistically comparable to the ones obtained by flame atomic absorption spectrometry (FAAS). In addition, for proficiency test samples, the results were in accordance to the ones reported by ASTM proficiency
programs. Real samples of oil provided by Petrobras Company also were analyzed. Recoveries were achieved between 71 and 100 percent for different samples, which can be considerable satisfactory because of the difficulty in determine those elements. The limits of quantification (10 times the standard deviation. N = 10) found for silicon and aluminum in the oil were of 0.7 and 1.1 mg kg (-1), respectively, showing the potential of the proposed method to screen for samples with higher amounts of these elements.
|
29 |
[es] ESTUDIO DE LA DISPERSIÓN CROMÁICA Y EFECTOS NO LINEALES EN FIBRAS DE DISPERSIÓN DESPLAZADA / [pt] ESTUDO DA DISPERSÃO CROMÁTICA E EFEITOS NÃO LINEARES EM FIBRAS DE DISPERSÃO DESLOCADA / [en] STUDY OF CHROMATIC DISPERSION AND NONLINEAR EFFECTS IN SHIFTED DISPERSION FIBER OPTIC SYSTEM03 May 2001 (has links)
[pt] Neste trabalho é apresentado um estudo sobre a determinação
matemática dos valores da dispersão cromática total, do
zero de dispersão distribuído e efeitos não lineares em
fibras ópticas de dispersão deslocada (DS).
Uma metodologia para caracterização das dispersões
cromáticas e para os zeros de dispersão local das fibras
estudadas é elaborada com a utilização do modelo de fibra
degrau equivalente e de aproximações entre as fibras
ópticas dos enlaces trabalhados.
A relação entre o diâmetro do campo modal e o zero de
dispersão cromática distribuído segundo A. Rossaro [6] é
discutida e comprovada através da realização de uma série
de medidas práticas para a determinação dos efeitos não
lineares das fibras de dispersão deslocada dos enlaces da
Petrobrás.
O objetivo deste trabalho é analisar estes efeitos
prejudiciais a transmissão de sinais ópticos de alta
velocidade apresentados nos cabos submarinos da Petrobrás
entre o Porto de Imbetiba e as plataformas de Pargo I e
Pampo I na Bacia de Campos, analisando os resultados
obtidos e caracterizando as possibilidades de upgrade
destes enlaces. / [en] This work presents a study on the mathematical
determination of the total chromatic dispersion, zero
dispersion wavelength and nonlinear optical effects in
dispersion shifted (DS) fiber optic system.
A methodology to determine the chromatic dispersion and
zero dispersion wavelength is proposed using the equivalent
step index model and the similarity of the total chromatic
dispersion measured in fibers of the links under study.
The relationship between the mode field diameter and the
zero dispersion wavelength according to A. Rossaro [6] is
discussed and proven with a series of practical
measurements for the determination of the nonlinear effects
of the dispersion shifted optical fibers of Petrobras links
Imbetiba - Pargo and Imbetiba - Pampo of the Campos Basin. / [es] En este trabajo se presenta un estudio sobre la determinación matemática de los valores de
dispersión cromática total, del cero de dispersión distribuido y los efectos no lineales en fibras ópticas
de dispersión desplazada (DS). Se elabora una metodología para la caracterización de las
dispersiones cromáticas y para los ceros de dispersión local de las fibras estudiadas; utililizando el
modelo de fibra escalón equivalente y de aproximaciones entre las fibras ópticas de los enlace. Se
discute la relación entre el diámetro del campo modal y el cero de dispersión cromática distribuido
según A. Rosaro [6] se comprueba a través de la realización de una serie de medidas prácticas para la
determinación de los efectos no lineales de las fibras de dispersión desplazada de los enlaces de la
Petrobrás. EL objetivo de este trabajo es analizar los efectos perjudiciales a la transmisión de señales
ópticos de alta velocidad que se presentan en los cables submarinos de la Petrobrás entre el Puerto
de Imbetiba y las plataformas de Pargo I y Pampo I en la Bacia de Campos, analizando los resultados
obtenidos y caracterizando las posibilidades de upgrade de estos enlaces.
|
30 |
[pt] COMPARAÇÃO DE MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE CURVAS DE DISPERSÃO BASEADOS EM TRANSFORMADA DE FOURIER 2-D E ATRAVÉS DO MÉTODO MATRIZ PENCIL / [en] COMPARISON OF EXTRACTION METHODS FOR DISPERSION CURVES USING 2-D FOURIER TRANSFORM AND MATRIX PENCIL METHODFELIPE DE CARVALHO G DE OLIVEIRA 16 May 2022 (has links)
[pt] Ondas ultrassônicas guiadas são usadas em larga escala em ensaios
não destrutivos (END) e Structural Health Monitoring (SHM), permitindo
a inspeção de estruturas e equipamentos de forma não invasiva. A partir
da transmissão de um sinal acústico sobre uma estrutura e a captação dos
sinais de onda propagados por meio de sensores posicionados estrategicamente,
é possível obter informações materiais do objeto inspecionado. Na área de
óleo e gás, o uso desse tipo de ondas acústicas é de grande importância
no levantamento do perfil da camada de cimento que reveste poços, que
tem função de conferir integridade estrutural e isolar a estrutura interna de
produção do poço das regiões freáticas do entorno. No processo de desativação e
abandono do poço, é fundamental avaliar a qualidade do isolamento hidráulico
do cimento, assim como identificar possíveis defeitos.
A propagação de ondas guiadas em uma estrutura se dá, em geral,
por meio de múltiplos modos e apresenta característica dispersiva, que se
traduz numa dependência da velocidade de fase das ondas com a frequência,
e uma relação não linear entre número de onda e frequência. A relação de
dispersão carrega informações do meio de propagação, tal como constantes
elásticas e dimensões, e pode ser visualizada a partir de curvas no plano
frequência-número de onda (f-k). Diferentes técnicas vêm sendo exploradas
para a obtenção das relações de dispersão a partir de sinais no domínio do
tempo captados por sensores ultrassônicos em posições espaciais distintas.
Este trabalho explora três métodos distintos para a extração das curvas
de dispersão, ou seja, obter os pontos f-k associados aos modos de propagação,
a partir de um conjunto de sinais dependentes do espaço-tempo. O primeiro
algoritmo se baseia em uma técnica pré-existente que usa uma Transformada
de Fourier bidimensional (2-D FT) sobre a matriz de dados de sinais de
sensores ultrassônicos no espaço-tempo, gerando uma matriz de amplitudes
no plano f-k onde os máximos locais representam pontos pertencentes a curvas de dispersão. A representação da matriz como uma imagem f-k permite
a visualização das curvas de dispersão como conjuntos contíguos de pixels
de maior claridade. Propõe-se um novo algoritmo baseado em operações
morfológicas de processamento de imagem para a identificação de pixels
relativos aos pontos das curvas de dispersão na imagem f-k, após um préprocessamento da mesma. A segunda técnica consiste no pré-processamento
dessa mesma imagem f-k, obtida pela 2-D FT, e uso de um algoritmo préexistente de detecção de estruturas curvilíneas em imagens para identificar
os pontos correspondentes às curvas f-k. O terceiro método é uma adaptação,
proposta aqui, de um algoritmo pré-existente para estimar os números de onda
das curvas de dispersão relativos a cada frequência através de uma matriz
Pencil. Propõe-se também um algoritmo original para a separação dos pontos
f-k encontrados pelas três técnicas de extração em curvas distintas.
Os algoritmos utilizados para a obtenção das curvas de dispersão têm
seu desempenho avaliado em três conjuntos de dados distintos de simulações
por elementos finitos, a saber, uma de placa de alumínio fina sob distintos
valores de tração axial aplicada paralelamente à direção de propagação das
ondas; um poço multicamada sem tubing possuindo diferentes tipos de defeito
de cimentação-channeling, qualidade de cimento baixa, descolamento interno
e externo -, assim como sem defeito; e um pouco multicamada com tubing
sob os mesmos defeitos de cimentação e também sem defeito. Compara-se a
capacidade dos algoritmos de extração das curvas de dispersão de oferecer
informações sobre mudanças materiais entre os casos simulados. Avalia-se
também a precisão e custo computacional dos mesmos. / [en] Ultrasonic guided waves are widely used in the fields of Non-Destructive
Evaluation (END) and Structural Health Monitoring (SHM), allowing the
inspection of structures and pieces of equipment in a non-invasive manner.
Through the transmission of an acoustic signal over a given object and the
acquisition of the signal from the propagated waves using a group of sensors in
predefined positions, it is possible to obtain material information regarding the
investigated structure. In the Oil & Gas industry, the use of this type of wave is
integral to the logging of the cement layer that outlines the walls of wellbores,
which has the purpose of guaranteeing structural support and protecting the
well’s internal production structure and the surrounding groundwater from
each other. During the deactivation and abandonment of a production well, it
is necessary to evaluate the hydraulic isolation of the cement layer, as well as
identify possible defects.
The propagation of guided waves in a structure is usually multi-modal
and of dispersive characteristic. The latter means that the propagating waves
phase velocity is dependent on the frequency, translating into a non-linear
relationship between wavenumber and frequency. This dispersion relation
contains information about the propagating medium, such as elastic constants
and dimensions, and can be represented as curves in the frequency-wavenumber
(f-k) plane. Different methods are currently being explored for obtaining the
dispersion relation from time-domain signals acquired by ultrasonic sensors in
different spatial positions.
This work explored three different methods for the extraction of the
dispersion curves, that is, obtaining the f-k points associated with the modes
of propagation, from a dataset composed of space-time signals. The first
algorithm is based on a pre-existing technique that uses the bidimensional
Fourier Transform (2-D FT) over the matrix containing the space-time signals
from the ultrasonic sensors, generating an f-k matrix whose local maximas
correspond to points belonging to dispersions curves. The representation of the matrix as an f-k image shows the dispersion curves as contiguous groups
of pixels with elevated brightness. A new algorithm is proposed, based on
morphological operations from image-processing, to identify the pixels relative
to the f-k points of the dispersion curves in the image, after pre-processing
is performed. The second technique consists of pre-processing the same fk image, obtained from the 2-D FT, and the use of an existing algorithm
for the detection of curvilinear structures in images to identify the points
corresponding to the f-k curves. The third method proposes the adaptation
of an existing method of estimation of the wavenumbers associated with the
dispersion curves for different frequencies, using a matrix Pencil. This work
also proposes an original algorithm to separate the f-k points, retrieved by the
three techniques, in different curves associated with each mode of propagation.
The algorithms used here for the estimation of the dispersion curves
are evaluated over three distinct datasets of finite elements simulation: a
thin aluminum plate under different values of axial traction parallel to the
direction of propagation of the waves; a multilayer wellbore without tubing,
with different types of cement defects-channeling, low cement quality, internal
and external decoupling-, and without defect; a multilayer wellbore with
tubing with the same cement defects and with no defect. Finally, a comparison
is drawn over the capacity of the extraction algorithms of providing information
regarding changes in the material qualities of the simulated objects. The
work also evaluates the precision and computational performance of the
aforementioned algorithms.
|
Page generated in 0.0383 seconds