Made available in DSpace on 2016-06-02T19:10:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6324.pdf: 4094948 bytes, checksum: 9cf399437317071ad625c2abc96b840e (MD5) Previous issue date: 2014-08-01 / Financiadora de Estudos e Projetos / Barium hexaferrite (BaM) is a magnetic ceramic material with a hexagonal crystal structure, which is widely used as a permanent magnet and in electronic devices, magnetic recording media, electromagnetic wave absorbers, etc. The properties of barium hexaferrite are strongly dependent on its composition, type of doping agents, and processing variables. Chromium oxide is an antiferromagnetic material, which, when used as a dopant in barium hexaferrite, can increase the latter s saturation magnetization and decrease its coercivity, making it suitable for use in magnetic recording media. The literature reports on several studies about the effect of the addition of dopants on barium hexaferrite sintered in a conventional furnace, aiming to improve its magnetic properties. However, no studies so far have focused specifically on microwave-sintered chromium oxide-doped barium hexaferrite. In this work, a commercial barium hexaferrite was mixed with chromium oxide ranging from 0 to 3g. Each mixed powders were pressed isostatically at 200 MPa and sintered in a conventional furnace (60 min) and a microwave oven (30 min) at 1100, 1200, 1240 and 1280oC, applying heating rates of 10oC/min and 50oC/min, respectively, to obtain highly dense materials with small grain sizes. The resulting materials were characterized by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), X-ray diffraction (XRD), specific surface area by the BET method, apparent density, scanning electron microscopy (SEM) and vibrating sample magnetometry (VSM). The results indicated that sintering barium hexaferrite microwave with and without the addition of chromium oxide yields materials with a homogeneous microstructure and densities similar to those obtained by conventional sintering, which can be achieved in an 80% shorter firing time. At 1280oC, the microwave sintered BaMCr4 sample exhibited higher levels of saturation magnetization and remanence than those of the other samples conventionally and microwave sintered at this temperature. / A hexaferrita de bário (BaM) é um material cerâmico magnético de estrutura cristalina hexagonal muito utilizada como magneto permanente, em dispositivos eletroeletrônicos, meios de gravação magnética, absorvedores de radiação eletromagnética, etc. As propriedades da hexaferrita de bário estão fortemente relacionadas com sua composição, tipo de dopantes e variáveis de processamento. O óxido de cromo é um material antiferromagnético, mas sua utilização como dopante da hexaferrita de bário pode levar a um aumento da magnetização de saturação e diminuição da coercividade, qualidades estas desejáveis para sua utilização em mídia de gravação magnética. Diversos trabalhos reportam o efeito da adição de alguns agentes dopantes na hexaferrita de bário processada por vários métodos e sinterizada em forno convencional, visando à melhoria das propriedades magnéticas; entretanto nenhum estudo sistemático da sinterização da hexaferrita de bário dopada com cromo em forno de micro-ondas foi realizado. Neste trabalho, uma hexaferrita de bário comercial foi misturada com óxido de cromo variando de 0 a 3g. Cada mistura foi conformada por prensagem isostática a 200 MPa, e então sinterizada em forno convencional (60 min) e de micro-ondas (30 min) a 1100, 1200, 1240 e 1280oC, com taxas de aquecimento de 10oC/min e 50oC/min respectivamente, visando à obtenção de materiais com altas taxas de densificação e reduzido crescimento de grãos. Os materiais obtidos foram caracterizados por energia dispersiva de raios X (EDX), difração de raios X (DRX), área superficial específica pelo método BET, densidade aparente (DA), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e magnetometria de amostra vibrante (VSM). Os resultados mostraram que a sinterização por micro-ondas da hexaferrita de bário sem e com adição de óxido de cromo favoreceu à formação de microestruturas homogêneas, a densidades semelhantes em relação à sinterização convencional e, em um tempo de queima de 80% menor. Na temperatura de 1280oC, a amostra BaMCr4 sinterizada por micro-ondas, obteve elevados valores de magnetização de saturação e remanência, sendo superiores aos valores das demais amostras sinterizadas convencionalmente e por micro-ondas nessa temperatura.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5607.pdf: 1914887 bytes, checksum: 40d6414430b175bd5f0b68a884629e6e (MD5) Previous issue date: 2013-09-12 / Universidade Federal de Sao Carlos / One of the major motivations for the development of new synthesis routes is a continuing need for fast and energy-efficient methods that allow obtaining materials with differentiated technological characteristics and properties. The use of microwaves in materials synthesis has generated great interest in the scientific research due to its speed, simplicity and energy-efficiency. Among different synthesis methods which can be assisted by microwave energy, the carbothermal reduction is the most simple and effective method in ceramic materials production. The conventional carbothermal reduction is used to obtain zirconium carbide (ZrC). In this context, the purpose of this work was to study the synthesis by microwave-assisted carbothermal reduction of ZrC using a mixture of zirconia (ZrO2) and carbon black (C). The synthesis parameters evaluated in this work were: stoichiometry, ZrO2/C-forming process, microwave power, reaction time and pressure of inert gas (argon). Characterization by X-ray diffraction (XRD) analysis of the samples synthesized by this method showed that the formation of ZrC phase was enhanced by controlling the following parameters: microwave power and reaction time increases, conservation of theoretical stoichiometry ZrO2/C:1/3, less compression of the pelleted mixture before the reaction and moderate pressure of argon. The samples with the highest ZrC content were characterized by specific surface area (BET) and scanning electron microscopy (SEM). These characterizations revealed that microwave-assisted carbothermal reduction synthesis produced ZrC samples with average particle size of ~100-200nm, near the nanometer range, homogeneous morphology and reaction time of 30 minutes. / Uma das maiores motivações para o desenvolvimento de novas rotas de síntese é a necessidade contínua de métodos rápidos e eficientes em termos energéticos, que permitam a obtenção de materiais com características e propriedades diferenciadas em nível tecnológico. O uso de micro-ondas na síntese de materiais tem gerado um grande interesse na pesquisa cientifica devido a sua rapidez, simplicidade e eficiência energética. Entre os diversos métodos de síntese que podem ser auxiliados pela energia de micro-ondas, a redução carbotérmica é um dos mais simples e eficazes na produção de diversos tipos de pós cerâmicos. A redução carbotérmica convencional é usada na obtenção de diversos tipos de carbetos incluindo o de zircônio (ZrC), um material altamente refratário, potencialmente útil em aplicações de alta temperatura que exibe estabilidade em estado sólido e boas propriedades termomecânicas e termoquímicas. Neste contexto, esta dissertação visa estudar a síntese por redução carbotérmica assistida por micro-ondas para a obtenção de pós cerâmicos de ZrC a partir da mistura de pós de zircônia (ZrO2) e negro de fumo (C). Os parâmetros de síntese avaliados nesta pesquisa foram a estequiometria dos reagentes, o método de conformação da mistura ZrO2/C, a potência do micro-ondas, o tempo de reação e a pressão de argônio. As caracterizações mediante a difração de raios X (DRX) das amostras sintetizadas por este método revelaram que a formação da fase ZrC foi favorecida pelo controle dos seguintes parâmetros: aumento da potência e tempo de reação, conservação da estequiometria teórica ZrO2/C:1/3, menor compactação da mistura peletizada antes da reação, e pressão moderada de argônio. As amostras de ZrC, com menor presença de fase secundaria, foram caracterizadas pela determinação de área específica superficial (BET) e por microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados revelaram que, mediante a síntese por redução carbotérmica assistida por micro-ondas, foi possível obter pós cerâmicos de ZrC com tamanho médio de partículas entre ~100-200nm, morfologia homogênea e em tempos de reação de apenas 30 minutos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6141.pdf: 4360236 bytes, checksum: 27f139227439cfb9b96cf85faa894750 (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 / Universidade Federal de Sao Carlos / Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-δ (BSCF) perovskite-type oxide is currently one of the most promising materials for applications in oxygen separation membranes. BSCF powder synthesis has received considerable attention because the powder characteristics are extremely important in shaping and sintering process of these membranes. On the other hand, the sintering stage is crucial in consolidation and microstructure development. In this study, BSCF perovskite has been synthesized and sintered using microwave heating. BSCF powders were synthesized by combustion method using conventional and microwave heating. The resulting BSCF powders were characterized by DSC/TG, BET, XRD and SEM. The sintering stage of pellets obtained by uniaxial pressing was conducted in different time and temperature conditions, as well as, in conventional and microwave heating. Microstructural characterization of BSCF samples was performed by OM and SEM. Mechanical characterization was made by diametral compression and Vickers hardness test and electrical characterization was carried out in impedance spectroscopy equipment. The BSCF powder that was synthesized in microwave, presented phase homogeneity, high specific surface area (9.93 g/m2) and submicrometric particle size. The microstructural characterization of sintered samples showed that the microwave sintering can achieve a relative density as high as conventional sintering with only 10% of dwell time (continue...). / A perovskita Ba0,5Sr0,5Co0,8Fe0,2O3-δ (BSCF) é hoje um dos materiais mais promissores para aplicações em membranas de separação de oxigênio do ar. A síntese de pós BSCF tem recebido atenção, pois as características do pó são de extrema importância no processo de conformação e sinterização dessas membranas. Por outro lado, a etapa de sinterização é crucial na etapa de consolidação e desenvolvimento da microestrutura. Nesse estudo, a perovskita BSCF foi sintetizada e sinterizada utilizando aquecimento em micro-ondas. Pós da perovskita BSCF foram sintetizados pelo método de reação de combustão utilizando aquecimento em micro-ondas e convencional. Os pós obtidos foram caracterizados por DSC/TG, DRX, MEV e análise de área superficial específica pelo método BET. A sinterização de compactos obtidos por prensagem uniaxial foi conduzida em diferentes condições de tempo e temperatura, bem como, em aquecimento convencional e micro-ondas. A caracterização microestrutural das amostras BSCF foi realizada por MO e MEV. A caracterização mecânica foi realizada por meio de ensaio de compressão diametral e de dureza Vickers e a caracterização elétrica foi feita por espectroscopia de impedância. O pó BSCF sintetizado em micro-ondas apresentou homogeneidade de fase, alta área superficial específica (9.93 g/m2) e tamanho de partícula submicrométrico. A caracterização microestrutural das amostras sinterizadas demonstrou que a sinterização em micro-ondas pode alcançar a mesma densidade relativa que a sinterização convencional com apenas 10% do tempo de patamar da sinterização convencional (continua...).

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:29:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5483.pdf: 2823520 bytes, checksum: f4259b8f9a5ef9fbeab252b207d905bc (MD5) Previous issue date: 2013-06-20 / Universidade Federal de Sao Carlos / The record of Annonaceae substances increases every year, as well as the isolation of bioactive compounds in this family. Currently there is a growing demand in the discovery of natural substances less toxic than synthetic products that are herbicides, algaecides and bactericides. For this reason bio-prospection, identification and production of secondary metabolites has become increasingly important. Numerous studies on the chemical composition of Annona glabra L. were made using their seeds, fruits, stems and fewer leaves. However, the major activities studied are related to the inhibition of tumor cells. One of the major difficulties of conducting phytochemical studies is to obtain sufficient amounts of purified product for the biological testing and its economic exploitation through the subsequent synthesis of these substances. Besides the amount of substance isolated is also important to reduce costs related to such a process. The present study was designed from the preliminary results on the allelopathic effects of extracts of Annona glabra on seed germination and also due to the need for optimization of extraction of bioactive substances for use as algaecides and fungicides. Two procedures were assistants to extraction (ultrasound-assisted extraction (UAE) and microwave assisted extraction (MAE)) in bio-directed activity assays on wheat-etiolated coleoptiles. After the optimization process, an extraction mass (UAE) was performed to isolate and identify the major substances: (1) (-)-Kaur-16-en-19-oic acid, (2) β- sitosterol, (3) Stigmasterol, (4) ent-19-methoxy-19-oxokauran-17-oic acid, (5) 16α- hydro-19-acetoxy-ent-kauran-17-oic acid (annoglabasin B), (8) Asimicin and minor substances (6) ent-17-hydroxykaur-15-en-19-oic acid e (7) ent-15β,16β-epoxy-17- hydroxy-kauran-19-oic acid. Wherein the substance 5 was highly inhibitory against coleoptiles followed by the substances 4 and 8. The acetonic extract showed growth retardation of Selenastrum capricornutum in concentrations of 125-175 mgL-1 and fully inhibitory above 200 mgL-1 and IC50, at 96h, was 145 mgL-1. The oomycete Pythium aphanidermatum was inhibited at concentrations above 125 μg.disc-1. These results highlight the importance of bioprospecting of substances of this species and opening up opportunities for future commercial uses. / O registro de substâncias de Annonaceae aumenta a cada ano, assim como o isolamento de compostos bioativos em espécies desta família. Atualmente há uma demanda crescente na descoberta de substâncias naturais menos tóxicas que produtos sintéticos com a função de herbicidas, algicidas ou bactericidas. Por esta razão a bioprospecção, identificação e produção de metabólitos secundários tem se tornado cada vez mais importante. Inúmeros trabalhos sobre a composição química de Annona glabra L. foram feitos utilizando suas sementes, frutos, caule e em menor quantidade, folhas. Entretanto, as principais atividades estudadas dizem respeito a inibição de células tumorais. Uma das grandes dificuldades de se realizar estudos é a obtenção de quantidades suficientes do produto purificado para os testes biológicos e para o seu aproveitamento econômico através da posterior síntese destas substâncias. Além da quantidade de substância isolada é também um fator importante a redução de gastos relacionados a tal processo. O presente estudo foi idealizado a partir dos resultados preliminares sobre os efeitos alelopáticos de extratos de Annona glabra sobre a germinação de sementes e também devido à necessidade da otimização dos processos de extração das substâncias bioativas para o seu uso como agentes algicidas e fungicidas. Foram dois processos auxiliares de extração (extração assistida por ultrassom (EAU) e extração assistida por micro-ondas (EAM)) biodirigidas em ensaios de atividade sobre coleóptilos de trigo estiolado. Após o processo de otimização, uma extração em massa (EAU) foi executada para isolar e identificar as substâncias majoritárias: (1) ácido (-)-Kaur-16-en-19-oico, (2) β-sitosterol, (3) Stigmasterol, (4) ácido ent-19-methoxy-19-oxokauran-17-oico, (5) ácido 16α-hydro-19-acetoxy-entkauran- 17-oico (annoglabasin B), (8) Asimicina e substâncias minoritárias (6) ácido ent-17-hydroxykaur-15-en-19-oico e (7) ácido ent-15β,16β-epoxy-17-hydroxy-kauran- 19-oico. Em que a substância 5 foi altamente inibitória frente aos coleóptilos seguidas das substâncias 4 e 8. Os testes dos extratos acetônicos mostraram atraso no crescimento de Selenastrum capricornutum às concentrações de 125 a 175 mgL-1 e totalmente inibitórias acima de 200 mgL-1 e o IC50, em 96h, foi de 145 mgL-1. O oomiceto Pythium aphanidermatum foi inibido nas concentrações acima de 125 μg.disc- 1. Estes resultados ressaltam a importância da bioprospecção das substâncias desta espécie e abrindo oportunidades para futuros usos comerciais.

Orientador: Horácio Tertuliano dos Santos Filho / Dissertaçao (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduaçao em Engenharia Elétrica. Defesa: Curitiba, 2004 / Inclui bibliografia e anexos / Resumo: Neste trabalho são analisadas as características de propagação em guias de onda retangulares, operando nos modos propagativo e evanescente. Também, é apresentado o processo pelo qual tais características podem ser aproveita das para a síntese de filtros passivos em microondas. Após uma análise eletromagnética, a caracterização de guia de onda retangular é apresentada. Isso permite analisar o comportamento de estruturas de guia de onda compostas por camadas alternadas de ar e outros materiais dielétricos. Na seqüência, é realizado um estudo do método de síntese de filtro evanescente baseado em algoritmo genético. São então apresentados resultados de simulação para diversas configurações de filtro e parâmetros do algoritmo genético. Palavras-chave: Filtros de modo evanescente; guia de onda retangular, síntese de filtro, algoritmo genético / Abstract: The propagation characteristic s of rectangular waveguides operating in propagative and evanescent mode are analysed in this work. The process by which these characteristics can be used to design microwave passive filters is also shown. After an electromagnetic analysis, the characteristics of rectangular waveguide are shown. That makes possible to analyze the behavior of structures of rectangular waveguides composed by air-filled wave guide containing a number of dielectric inserts. After that, a method of evanescent filter design based on genetic algorithm is studied. Finally, simulation results are shown for various filters specifications and genetic algorithm parameters. Key-words: Evanescent mode filter; rectangular waveguide, filter synthesis; genetic algorithm.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-21Bitstream added on 2014-06-13T20:38:37Z : No. of bitstreams: 1 000752220.pdf: 5338279 bytes, checksum: 631fc1a50dabf0c769a9e6eabc65910a (MD5) / O Brasil é um país privilegiado em termos de posse de corpos d’água interiores. Uma prova disso é a grande extensão das margens dos reservatórios naturais e artificiais, superior à da costa oceânica. Apesar disso, alguns pesquisadores afirmam que o estudo da erosão das margens dos reservatórios é recente no país e que, provavelmente, o aumento das exigências ambientais de implantação de UHE's tem estimulado pesquisas orientadas à quantificação dos fatores intervenientes nesse processo. Os estudos realizados no Brasil abrangem o monitoramento do vento e da geração de ondas e do processo erosivo ocasionado pelas ondas. Esses estudos se concentraram nos reservatórios das usinas hidrelétricas de Itaipu, Porto Primavera e Ilha Solteira. Considerando a grande quantidade de informações disponíveis sobre o reservatório de Ilha Solteira e a sua importância na hidrovia Tietê-Paraná, nesta pesquisa foram elaborados os mapas de altura de ondas, declividade, tipo e cobertura do solo das margens do reservatório de Ilha Solteira, como subsídio para avaliar a fragilidade à erosão das suas margens. A metodologia aplicada consistiu em estimar a direção predominante do vento e a intensidade do vento com uma frequência de ocorrência igual ou superior a 75% do tempo dentro da série histórica de dados considerada. Com este valor foram gerados mapas de altura de ondas para diferentes direções do vento. Paralelamente, foram gerados os mapas de declividade e de tipo e cobertura do solo a partir das imagens fornecidas no banco de dados geomorfométricos do Brasil. Como resultados encontrados se destacam a predominância da vegetação rasteira como cobertura do solo, o que representa susceptibilidade média ao processo erosivo. Latossolos com textura média/argilosa é o tipo de solo presente em 75% de todo o comprimento da margem do reservatório, o que representa susceptibilidade baixa ao... / Brazil is a privileged country in terms of possession of water bodies. This is evidenced by the large extent of the margins of natural and artificial reservoirs, above the ocean shore. Nevertheless, some researchers say that the study of erosion of the banks of reservoirs is new in the country and probably increasing environmental demands deployment of hydroelectric plants has stimulated research to quantify the factors involved in this process. Studies in Brazil include the monitoring of wind and wave generation and erosion caused by the waves. These studies focused on the reservoirs of Itaipu, Porto Primavera and Ilha Solteira hydroelectric plants. Considering the vast amount of information available about the reservoir of Ilha Solteira and its importance in the Tietê- Paraná waterway, this research were prepared maps of wave height, slope, type and soil cover of the reservoir shores of Ilha Solteira as a subsidy to assess the fragility of its banks to erosion. The methodology consisted of estimating the prevailing wind direction and wind strength at a frequency of occurrence equal to or greater than 75 % of the time within the historical data series considered. With this value maps of wave heights for different wind directions were generated. In parallel, the maps of slope and soil type and coverage from the images provided in geomorphometric data base of Brazil were generated. As results we highlight the predominance of low vegetation as ground cover, which represents the average erosion susceptibility. Oxisols with average/clayey texture is the type of soil present in 75% of the whole length of the shore of the reservoir, which is low susceptibility to erosion. The predominant slope on the banks of the lake are greater or equal to 5% and less than or equal to 10%, with 47% of representativeness, featuring average fragility in developing the erosion process. Therefore, on the banks of the ...

Orientador: Messias Meneguette Júnior / Banca: Vanessa Avansini Botta Pirani / Banca: Heloisa Helena Marino Silva / Resumo: O estudo de equações diferenciais parciais tem merecido muito destaque nos últimos anos. O fato é que se trata de uma área muito utilizada em vários ramos da Ciência como Matemática, Física e Engenharia. Além disso, permite a modelagem de muitos problemas encontrados em nosso cotidiano e na natureza em geral. Porém, a sua utilização se torna complicada uma vez que, tais equações nem sempre apresentam o que chamamos de solução analítica. Isto só acontece com uma "pequena" classe de equações (ver [19]). Fazse então necessário, buscar outras alternativas para a resolução de tais equações e daí os métodos numéricos de resolução desempenham um papel muito importante. O método das linhas, conhecido como um método de semi-discretização, representa uma alternativa para encontrar tais soluções e tem recebido atenção na atualidade. O presente trabalho, abrange, um estudo do método das linhas em sua forma original, bem como o estudo da estabilidade desse método utilizando a dinâmica de um cabo flexível. O método não foi satisfatório tanto para o cabo inextensível quanto para o cabo extensível, logo após poucos passos no tempo, a solução se deteriorou, representando, ao nosso ver, a instabilidade do método / Abstract: The study of partial differential equations has received much attention in the recent years. The fact is that this is an area widely used in various branches of science such as Mathematics, Physics and Engineering. Furthermore, it allows the modeling of many problems encountered in our activities and nature in general. However, their use becomes complicated since these equations do not always have what we call analytical solution. This only happens with a " small" class of equations (see [19]). So, it is necessary to seek other alternatives for solving these equations, hence the numerical resolution methods play an important role. The method of lines, known as a semi-discretization method, represents an alternative to find such solutions and has received attention in the literature. This work includes a study of the method of lines in its original form, as well as to study the stability of this method using the dynamics of a flexible cable. This method was not satisfactory for both the inextensible cable and to extensible cable, after a few steps in time, the solution has deteriorated, representing, in our view, the instability of the method / Mestre

Orientador: Anna Diva Plasencia Lotufo / Co-orientador: Geraldo de Freitas Maciel / Banca: Milton Dall Aglio Sobrinho / Banca: Maria Lúcia Martins Lopes / Banca: Maria Teresa Leal Gonsalves Veloso dos Reis / Banca: Fernanda Caseño Lima Trindade / Resumo: Os riscos associados a zonas costeiras e portuárias são uma das principais preocupações no planejamento e gestão destas zonas. Exemplos desses riscos são os associados aos fatores: instabilidade de estruturas marítimas de proteção, ocorrência de galgamentos, inundação, erosão costeira e navegação. Não obstante ao citado, tem-se também, o caso dos riscos inerentes ao ambiente dos reservatórios de barragens e de seus usos múltiplos, que fazem parte de segmentos de hidrovias, além de fazer parte de complexos de navegação e rotas comerciais. O exposto justifica a importância crescente do desenvolvimento de metodologias capazes de avaliar o risco neste tipo de situações. O presente trabalho trata do desenvolvimento e aplicação de uma rede neural artificial, notadamente a rede ARTMAP-Fuzzy, na tentativa de se prever alguns fenômenos de superfície livre e interação onda-estrutura, sejam eles: agitação marítima, comportamento de ondas em lagos de barragem e galgamento. A rede em questão pertence à família ART (Adaptive Ressonance Theory), e foi desenvolvida e utilizada na tentativa de se prever tanto a agitação marítima dentro e fora de um porto, quanto para o cálculo do galgamento em um ponto do barramento de contenção e, também na tentativa de se prever o comportamento de ondas geradas por vento em um reservatório formado pela construção de uma usina hidroelétrica. O porto em estudo foi o de Sines que se situa a sudoeste da Europa, na costa oeste de Portugal, a 58 milhas náuticas a sul de Lisboa. Já, para o caso de ondas em lagos, o mesmo se trata do lago formado pela construção da Usina Hidroelétrica de Ilha Solteira, situado a noroeste do Estado de São Paulo - Brasil. Para o caso de estudo relativo ao porto de Sines, o treinamento desta rede neural é efetuado com dados de medição de boia-ondógrafo ao largo do porto e ainda, comparados com resultados do modelo numérico de propagação de ... / Abstract: The risks associated to coastal and harbor zones are one of the main concerns in planning and managing these zones. Some examples can be mentioned such as: instability of maritime structures, wave overtopping, flooding, coastal erosion and unsafe navigation. Furthermore, there are the risks associated to dam reservoirs and their multiple uses, as for example those reservoirs that are used as waterways, as well as being commercial and navigation routes. These are some of the justifications to develop methodologies capable of evaluating the risk in this kind of situations. This work is concerned with the development and application of a Fuzzy ARTMAP artificial neural network to forecast some phenomena of free surface and of wave-structure interaction, such as: sea wave conditions, wave behavior in dam lakes and wave overtopping. The neural network pertains to the ART (Adaptive Resonance Theory) family and is developed and used to forecast the wave conditions outside and inside a port, the wave overtopping at a cross-section of the port protection breakwater, and also the wind waves generated in an hydroelectric dam reservoir. The studied port is the Sines port, located at south west Europe, west coast of Portugal, 58 nautical miles south of Lisbon. The hydroelectric reservoir is the Ilha Solteira lake, located north west of the State of São Paulo, Brazil. Considering the Sines port, the neural network training for forecasting wave conditions is performed with data measured by a wave buoy positioned offshore the port, and also with numerical model results of wave propagation at the entrance of the port (SWAN model) and inside the port (DREAMS model). The wave conditions inside the port predicted by the new tool are compared with some field data. The neural network training for forecasting wave overtopping at the breakwater is performed with data obtained from a two-dimensional physical model developed at the National Laboratory for Civil ... / Doutor

Orientador: Carlos Roberto Minussi / Co-orientador: Geraldo De Freitas Maciel / Banca: Anna Diva Plasencia Lotufo / Banca: Mara Lúcia Martins Lopes / Banca: Luís Miguel Chagas da Costa Gil / Resumo: O escorregamento de massas sólidas em lagos de águas tranquilas geram ondas devido à transferência de energia da massa deslizante para o corpo d'água. Essas ondas, chamadas de ondas de submersão, em particular as ondas solitárias, são conhecidas e estudadas há vários anos principalmente pela capacidade energética deste tipo de onda e seu potencial danoso. Entretanto, aproximações analíticas do fenômeno em tela esbarram em diversas dificuldades. Em outras palavras, a fase de geração de ondas, notadamente das ondas de impacto, é sabidamente complexa, não apenas pela dificuldade no estabelecimento da superfície livre (região do splash), mas também pelo relacionamento da dinâmica do material impactante com a altura da onda resultante. Por esse motivo, técnicas numéricas vêm sendo empregadas nestes fenômenos. Entre as aproximações numéricas utilizadas mais recentemente, os métodos sem malha vêm ganhando notoriedade, principalmente frente às suas vantagens. Livres da discretização da malha, problemas de superfície livre, mesmo com alta variabilidade, são factíveis. Neste contexto, lança-se mão de um código baseado no modelo SPH (Smoothed Particle Hydrodymanics), desenvolvido no âmbito desta Tese de Doutoramento e validado utilizando casos clássicos da literatura em escoamentos de fluido ideal (ruptura de barragens, geração e quebra de onda e esvaziamento de um reservatório) e real, de reologia newtoniana (Poiseuille com superfície livre, Poiseuille plano, escoamento de Couette e ruptura de barragens). De posse do código numérico, estima-se a altura da onda solitária gerada a partir do impacto de uma massa deslizante em meio líquido. A massa deslizante é representada por duas formas distintas: um bloco indeformável, modelado como um corpo rígido e um fluido ideal. No caso do bloco indeformável, embora o perfil de onda seja bem representado, a altura da ... / Abstract: Landslides that impact into water (such as lakes) can generate waves due to the energy transfer from the solid to the water. These submerged waves, or more specifically solitons, are well known and have been studied for many years specially because of their massive energy and destructive potential. However, analitical approches of this problem are difficult. In another words, the wave's generation phase is complex, primary due to the determination of the free surface (splash) and correlation between the energy of the landslide and the genereted wave. So, numerical methods are an alternative and interesting option. Among the recently used numerical methods, the mesh free has become notorious because of its advantages. Without the mesh restrain, free surface problems are easier to handle. In this context it is proposed a program based on SPH (Smoothed Particle Hydrodymanics) model, developed in this Thesis and tested in different scenarios considering the flow of ideal (dam break, wave generation and wave breaking and reservoir) and newtonian fluids (free surface Poiseuille flow, plane Poiseuille flow, Couette flow and dam break). So, the numerical code is used in order to evaluate the solitary wave height that is generated from the impact of a mass, which represents a landslide in a fluid. The mass is represented by two forms: an undeformable solid block and an ideal fluid. Both forms are tested, and the solitary wave is reproduced, and compared to experiments. Differences are noted among wave heights using a solid block, as reported by the literature. The comparison with the results from the mass represented as an ideal fluid showed a good approach for both the shape and the wave amplitude / Doutor

Resumo: Neste trabalho examinaremos a unicidade, existência e não-existência local e global de solução clássica para a equação da onda não-linear utt L uxx = F(u; @u), t; x 2 R. Estudaremos a comparação entre as soluções de utt L uxx = F(u) e wtt L wxx = G(w) a partir da comparação entre F e G. / Abstract: In this work we study uniqueness, existence and non-existence of local and global classical solutions for the nonlinear wave equation utt Luxx = F(u; @u), t; x 2 R. We also establish some comparison results for the solutions u and w for the equations utt L uxx = F(u) and wtt L wxx = G(w) from the comparison of F and G. / Orientador: Waldemar Donizete Bastos / Coorientador: German Jesus Lozada-Cruz / Banca: Carlos Alberto Raposo da Cunha / Banca: Adalberto Spezamiglio / Mestre