Tese de mestrado integrado. Engenharia Informática e Computação. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Major Automação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Electrotécnica e de Computadores, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Prof. Doutor José Manuel Martins Ferreira

El desarrollo de la tecnología electrónica hace necesario disponer de modelos fiables de los dispositivos y convierte la simulación de los mismos en un elemento estratégico para su desarrollo presente y futuro. El transistor bipolar de heterounión (HBT) es uno de los componentes más prometedores dentro del campo de los dispositivos de alta velocidad, ya que es capaz de controlar densidades de corriente elevadas a frecuencias muy elevadas. Dentro de esta familia destacan los HBTs de InP/InGaAs, que registran actualmente la frecuencia de operación más alta. Estos dispositivos exhiben una discontinuidad abrupta en las bandas de energía (en la interfaz base-emisor), cuya presencia invalida los modelos convencionales de transporte, basados en los mecanismos de arrastre-difusión (DD) o en el modelo hidrodinámico (HD) y ampliados con la emisión termoiónica y la transmisión túnel en la heterounión. Tanto el modelo DD como el HD derivan de aproximaciones de la ecuación de transporte de Boltzmann (BTE) que, alternativamente, puede ser resuelta de forma exacta por el método de Monte Carlo (MC). De esta forma, se superan las limitaciones intrínsecas de los simuladores convencionales y es posible determinar su margen de validez. El inconveniente principal de los simuladores MC es su elevado requerimiento de tiempo de cálculo. El objetivo de la tesis es desarrollar un simulador MC para HBTs abruptos que sea computacionalmente eficiente, por aplicación de técnicas de supercomputación paralela. La memoria de la tesis consta de seis capítulos. En el primero se introducen la problemática de la simulación de dispositivos, los HBTs y el método de MC aplicado a este campo. En el segundo se presenta el método convencional de simulación de HBTs, puesto que su resultado será utilizado como aproximación inicial en el simulador MC desarrollado y como referencia comparativa. El tercer capítulo se dedica a presentar el esquema básico de simulación MC de transistores bipolares, mientras que en el cuarto se dan detalles de la implementación eficiente del simulador MCHBT, con la aplicación de técnicas de supercomputación paralela y la utilización de técnicas específicas como el MC ponderado. El capítulo quinto contiene los resultados de simulación de BJTs de GaAs, para resaltar las diferencias del nuevo método de simulación con el convencional sobre un dispositivo y un material conocidos. Finalmente, se amplía el simulador MC con la resolución de la ecuación de Schrodinger en la interfaz abrupta, para incorporar los fenómenos cuánticos de transporte en el HBT. Asimismo, se utiliza la ecuación de balance del momento para interpretar los resultados y establecer un margen de validez de los simuladores convencionales ampliados para el estudio de HBTs abruptos.

Se especificará formalmente un modelo de seguridad multi-nivel, más concretamente, el modelo Bell-LaPadula, en el contexto de un módulo de control de acceso para un servidor de aplicaciones. Se implementará, además, un mecanismo de control de acceso discrecionario basado en Listas de Control de Acceso (ACL). El objetivo de la especificación es la posterior prueba formal de algunas propiedades de seguridad del módulo. La especificación se escribirá en Z, y para las pruebas se utilizará el asistente de pruebas Z/EVES 2.1. Con éste se verificarán algunas propiedades de la especificación, y en particular se probará que una de las operaciones del módulo preserva las propiedades de seguridad deseadas.

This Ph.D. Thesis focuses on the investigation of organic photovoltaic (OPV) technology, especially in aspects of experimental device processing, and optoelectronic and electrical characterization on OPV devices to be readily marketable. More specifically, the topics addressed are the following: origin of recombination current,open-circuit voltage and crystallinity, transport driving force, contact selectivity and interface states, alternative hole transporting layers and oxygen and degradation routes.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-05-03Bitstream added on 2014-06-13T18:47:26Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_ma_dr_ilha.pdf: 1890302 bytes, checksum: bef84d438d9bf156cb579169a5364cf3 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O presente trabalho propõe duas novas metodologias para identificação de danos estruturais aplicados aos sistemas de monitoramento de integridade estrutural. Essas metodologias utilizam somente os sinais de respostas dos transdutores piezelétricos colados na estrutura a ser monitorada. A primeira utiliza o princípio da impedância eletromecânica, sem necessidade de cálculo da resposta em frequência, nem da EMI, pois a análise é realizada a partir dos sinais de resposta dos PZT diretamente no domínio do tempo. Nessa metodologia, transdutores do tipo PZT são colados à estrutura a ser monitorada enquanto um sinal de excitação em uma faixa de frequência apropriada excita o conjunto PZT/estrutura. Um mesmo PZT é usado tanto para excitar a estrutura (atuador) quanto para receber os sinais de resposta da estrutura (sensor). A identificação de possíveis danos estruturais é realizada através de técnicas de processamento de sinais tais como: scores, pesos e pesos rotacionados calculados a partir da PCA. São utilizados ainda os coeficientes do modelo AR. A segunda metodologia é baseada no princípio da função de coerência, na qual um único PZT é usado para excitar a estrutura (atuador) e outros três transdutores PZT são utilizados para receber os sinais de resposta da estrutura (sensores). Nesta metodologia, diferentes técnicas de processamento de sinais no domínio do tempo foram aplicadas diretamente nos sinais de resposta dos PZT. Para isso, os scores e os pesos foram calculados a partir das componentes principais. Outras técnicas, tais como SSA e filtros de Savitzky-Golay, também foram empregadas. Nas duas metodologias, a análise de detecção de falha é baseada em duas métricas estatísticas consagradas na área de SHM: RMSD e CCDM. A fim de testar as metodologias propostas, testes práticos... / This work presents two novel methodologies for damage detection applied to Structural Health Monitoring systems. The proposed methodologies use only response signals of piezoelectric transducers bonded to the host structure. In the first methodology, the analysis is based on EMI (Electromechanical Impedance), however it isn´t necessary to calculate the Frequency Response Function or EMI itself due analysis is carried out directly in time-domain. For this, the PZT are excited by a signal with a wide frequency range and acts as an actuator and also as sensors to receive the signals. The coefficients for AR models and the scores, loadings and rotated loadings (Principal Components) are calculated directly from the time signals. The second methodology is based on Coherence Function. For this, the single PZT is used as an actuator to excite the structure and other three PZT’s are used as sensors to receive the response signals. The scores and loadings (Principal Components) are calculated directly from the time signals. Some techniques of digital signal processing such as Singular Spectral Analysis e Savitzky-Golay filter have also been used. For both methodologies, the damage detection procedures were conducted using statistics metrics useful: RMSD and CCDM. Practical tests were carried out on different aluminum plates and the results... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Heraldo Luiz Giacheti / Banca: Paulo Cesar de Melo Negrão / Banca: Ana Elisa Silva de Abreu / Resumo: A heterogeneidade hidrogeológica do meio físico é um dos fatores principais na definição da distribuição dos contaminantes e seus subprodutos para elaboração de um Modelo Conceitual da Área (MCA). Existem diversas abordagens para a investigação ambiental de áreas contaminadas, sendo que a investigação de alta resolução (High Resolution Site Characterization - HRSC) permite obter um detalhamento em densidade e escala adequadas, tanto da variabilidade vertical e horizontal da condutividade hidráulica e dos tipos de solo, quanto das concentrações dos contaminantes, sua distribuição e interações no meio físico. Uma das ferramentas de alta resolução utilizada para se definir o Modelo Conceitual do Meio Físico é o piezocone (CPTu), a qual permite avaliar e classificar o tipo de solo e descrever um perfil hidroestratigráfico em escala centimétrica. O presente estudo teve como principal objetivo definir perfis e seções hidroestratigráficas em alta resolução, utilizando amostragem de solo Direct Push Dual Tube Sampling (DPDTS) e ensaios CPTu com Dissipação de Poro-Pressão (PPDT). A amostragem de solo DPDTS permitiu uma caracterização do solo in situ, definindo-se preliminarmente as principais zonas de fluxo e armazenamento de eventual contaminação. Os ensaios CPTu detectaram o tipo de solo em microescala (centímetros), com a identificação adequada das zonas de fluxo e armazenamento, bem como estabeleceram um perfil contínuo de condutividade hidráulica, além também de fornecerem dados ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The hydrogeological heterogeneity of the physical environment is one of the main factors in the definition of the distribution of contaminants and their by-products for the elaboration of a Conceptual Site Model (CSM). There are several approaches to the environmental investigation of contaminated sites, and the High-Resolution Site Characterization (HRSC) allows to obtain an adequate density and scaling detail of both vertical and horizontal variability of hydraulic conductivity and soil types, as well as the concentrations of contaminants, their distribution and interactions in the physical environment. One of the high-resolution tools used to define the Conceptual Model of the Physical Environment is the piezocone (CPTu), which allows to evaluate and classify the soil type and describe a hydrostratigraphic profile in a centimeter scale. The main purpose of the present study was to define high-resolution hydrostratigraphic profiles and sections using Direct Push Dual Tube Sampling (DPDTS) and CPTu tests with Pore-Pressure Dissipation (PPDT). The DPDTS soil sampling allowed an in-situ soil characterization, defining the main flux and storage zones of eventual contaminants. The CPTu tests detected the soil type in microscale (centimeters), with adequate identification of the flux and storage zones, also established a continuous profile of hydraulic conductivity, as well as obtained punctual data through the PPDT tests, thus defining the hydrostratigraphic profile in high reso... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Tese (Doutorado) - Universidade Federal de SantaCatarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T13:18:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T17:03:19Z : No. of bitstreams: 1 161331.pdf: 8823409 bytes, checksum: b32f38b04a5608b79cfcf1dc8c06a3ae (MD5) / O presente trabalho propõe uma nova abordagem para o cálculo das perdas passo a passo no tempo, usando o método de Elementos Finitos em duas dimensões. A técnica apresentada permite calcular perdas em dispositivos com geometrias especiais alimentadas em tensão com uma forma de onda não senoidal. O software desenvolvido calcula as perdas no domínio do tempo, e dispensa a convencional decomposição em componentes harmônicos. Modelou-se o material magnético em quatro partes distintas: (a) curva de magnetização sem histerese; (b) histerese estática; (c) perda clássica por correntes de Foucault induzidas nas lâminas; e (d) perda anômala ou excedente. Uma das mais importantes contribuições deste trabalho é o modelo de histerese vetorial. Desenvolveu-se uma metodologia para determinar os parâmetros do modelo, ajustando-se as curvas simuladas e experimentais com mínimo erro quadrático médio. Os resultados mostram que esta técnica de simulação pode ser uma importante ferramenta para a análise e síntese de dispositivos eletromagnéticos considerando as perdas no ferro e nos condutores.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica / Made available in DSpace on 2012-10-22T14:53:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224135.pdf: 5256132 bytes, checksum: 283f7b510eb976bf118712ac7c74e5b4 (MD5) / Nesta tese são analisados dispositivos eletromagnéticos usados para aquecimento do tecido biológico trabalhando em diferentes freqüências. Todas as análises são feitas com o método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo - FDTD. São avaliadas estruturas de aplicadores de uso comum em hipertermia, tais como o dipolo e a antena corneta. É proposto um sistema capacitivo com placas metálicas ortogonais para aquecimento profundo do corpo humano aplicado a superfícies curvilíneas. Também são sugeridas antenas planares para aquecimento local e superficial. Foram realizadas comparações numéricas entre esses dispositivos de modo a avaliar suas potencialidades. Inicialmente, o método FDTD é apresentado e aplicado a alguns problemas eletromagnéticos tendo como objetivo a validação dos programas desenvolvidos. Na seqüência, são descritos os aspectos biológicos e físicos da hipertermia bem como sua aplicação no tratamento do câncer. São também discutidos os desafios técnicos existentes e as possíveis soluções para os problemas encontrados. Os resultados obtidos são promissores, indicando novas possibilidades para dispositivos de aquecimento hipertérmico utilizando ondas eletromagnéticas. ABSTRACT: In this thesis, electromagnetic devices working at different frequencies for heating biological tissue are analyzed. The study is done with the Finite Difference Time Domain Method - FDTD. Classical structures for hyperthermia, like dipoles and horn antennas, are evaluated. It is proposed a capacitive system with orthogonal metal plates for deep heating of curved shapes of the human body. Also, patch antennas are proposed for local and superficial heating. Comparisons between the different devices presented were done. Firstly, the FDTD method is explained and applied to some electromagnetic problems for validation of the developed softwares. After, the basic hyperthermia theory is presented, including biological and physical aspects and its use in cancer therapy. Also, the technical challenges and possible solutions for the founded problems are discussed. The obtained results are satisfactory and indicate new possibilities for hyperthermical heating devices based on electromagnetic waves.