Orientador: Vicente Lopes Júnior / Resumo: Prever a dispersão das ondas incidentes em uma seção danificada de uma estrutura é importante para o monitoramento da saúde estrutural e técnicas de testes não destrutivas a fim de se detectar danos. Nesses casos, ondas de alta frequência são geralmente envolvidas e modelos simples, que não conseguem capturar o comportamento dinâmico das guias de onda, podem resultar em falha experimental ou má interpretação dos resultados. Além disso, os danos geralmente não são simétricos em relação ao eixo neutro da estrutura, resultando na conversão do modo de onda e diferentes ondas refletidas e transmitidas se propagando com diferentes velocidades. O objetivo deste trabalho é investigar a reflexão e transmissão de ondas em uma guia de onda unidimensional devido a descontinuidades assimétricas. Estes podem ser tubos contendo fluido, placas, vigas ou estruturas em geral os quais estejam sujeitas a propagação de ondas em uma única direção, com mudanças na área da seção transversal, que podem ser interpretadas como danos estruturais. Essas podem ser alterações de área de seção transversal pontuais ou de tamanho finito e também podem ser simétricas ou assimétricas com relação à linha neutra da guia de onda. Múltiplos tipos de modos de ondas são considerados e conversão de onda devido às interações com descontinuidades são investigadas para altas frequências (frequências a cima da frequência de corte do segundo modo de Lamb simétrico, S2). Neste trabalho, a análise de propagação de onda em gu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Predicting the scattering from waves that are incident on a damaged section of a structure is of importance in structural health monitoring and non-destructive testing techniques to detect damage. High-frequency waves are generally involved, and simple models, which cannot capture the dynamic behaviour of the waveguides at high frequency, can result in experimental failure and misinterpretation of the results. Moreover, the damage can be non-symmetrical with respect to the neutral axis of the structure, resulting in wavemode conversion and different reflected and transmitted waves propagating with different velocities. The aim of this work is to investigate wave reflection and transmission due to symmetric and non-symmetric discontinuities in one-dimensional waveguides. These can be fluid-filled pipes, plates, beams, or more generally structures involving wave propagation in one direction, with a change of cross-section, which can be seen as a structural damage. In particular, wave scattering from changes of cross-sectional area in a beam/plate are numerically studied. These can be point or finite length changes of area and they can be symmetric or non-symmetric with respect to the axis of the waveguide. Multiple wave modes are considered and conversion due to interaction with the discontinuity are investigated up to high frequency (above the cut-off of the second symmetric Lamb wave mode, S2).The Wave Finite Element method is applied to the structure for studying the wave pr... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

[pt] O presente trabalho apresenta uma modelagem da geração de ondas guiadas em estruturas laminadas compósitas através de atuadores piezoelétricos interdigitais.O estudo foi desenvolvido a partir de uma técnica que se baseia na teoria discreta de Reddy e modela os campos de deslocamento e esforços e velocidades generalizadas nas interfaces de uma estrutura laminada. O modelo desenvolvido representa trechos da estrutura em questão através de suas matrizes de impedância, relacionando os esforços e velocidades generalizadas nas interfaces de cada trecho. Após a validação do modelo através da comparação com o método dos elementos finitos, via um pacote comercial, onde foi mostrado que os campos calculados pelos dois métodos obtiveram resultados bastante aproximados nas diferentes faixas de freqüência, foi demonstrada a capacidade do modelo proposto de representar atuadores piezoelétricos interdigitais gerando modos guiados desacoplados em vigas laminadas compósitas. Foram modeladas vigas de alumínio e de ARALL e, após o cálculo das suas curvas de dispersão e dos pontos em que os seis primeiros modos são aproximadamentenão dispersivos, projetaram-se atuadores capazes de gerar de forma desacoplada alguns dos modos guiados nas vigas. A técnica proposta, que pode ser facilmente adaptada pa4ra a simulação da excitação de ondas de Lamb em placas, é capaz de modelar com precisão a rseposta em altas freqüências e pode servir como uma ferramenta valiosa para o desenvolvimento de atuadores interdigitais na monitoração em tempo real da integridade estrutural de compósitos laminados. / [en] The present work is concerned with modeling interdigital piezoeletric actuators for the excitation of guide waves in composite laminated beams. The proposed model is based on Reddys layerwise laminate theory, which relies on piece- wise constant interpolations of the displacement and eletric potential distributions along thethickness of a laminated structure. The laminated beam is also divided in pieces along its span direction, and each piece is represented by an impedance matrix that associates generalized forces with particle velocities on the interfaces of each piece, and also with the applied voltage along the electrodes of the piezoeletric element. Validation of the model was performed with the aid of a commercial Finite Element code. The model was explored to simulate the excitation of uncoupled guided wave modes incomposite laminated beams fabricated from aluminum or ARALL, which is a laminate made ofalternating layers of aluminum and arami-epoxy fiber reinforced composite. From the frequency spectrum of guided waves in the laminated beam, frequencies amd wavelengths at which the first six modes are approximately non-dispersive where determined. With this information, interdigital actuators, capable of generating uncoupled, or weakly coupled, guided modes in the beam were simulated. The proposed model, which is able to accurately reproduce responses in the high frequency/short wavelength range, could be easily adapted to simulate the extation of Lamb waves in laminated plates, and may be a valuable tool in the development of interdigital actuators for health monitoring of laminated composites.

Orientador: Vicente Lopes Junior / Resumo: Este trabalho analisa um método de Monitoramento da Integridade de Estruturas (SHM, do inglês Structural Health Monitoring) usando funções erro calculadas a partir de ondas guiadas que são refletidas nos danos. Este método foi primeiro testado por Gorgin et al em 2014, que apresentou o método aplicado para materiais isotrópicos. A abordagem é testada experimentalmente em materiais anisotrópicos e isotrópicos. O sinal da estrutura intacta, que será referido como baseline e o sinal atual para cada caminho de propagação (entre dois transdutores PZT) são medidos e a energia do sinal de dispersão para cada caminho é calculada em um dado intervalo. Assumindo que existe dano no ponto avaliado, a onda irá refletir neste ponto e se propagar até o sensor. A técnica é baseada no tempo de propagação (time-of-flight) entre o atuador (primeiro transdutor PZT) até o ponto avaliado mais o tempo de propagação do ponto avaliado até o sensor (segundo transdutor PZT, em uma configuração pitch-catch) para cada ponto da estrutura. A velocidade de propagação em materiais anisotrópicos é dependente da direção de propagação. Isto não acontece em materiais isotrópicos, onde a velocidade de propagação é constante e não é dependente da direção de propagação. No caso de materiais anisotrópicos as velocidades de propagação para diferentes direções foram calculadas experimentalmente e incorporadas ao algoritmo para calcular o time-of-flight corretamente para todos os pontos da estrutura. A energia do sina... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work highlights a method for Structural Health Monitoring using error functions computed from guided waves reflected from damage. This method was first tested by Gorgin et al in 2014, who presented the method for isotropic plates. The approach is experimentally tested on anisotropic and isotropic specimens such as composite and aluminum plates, respectively. The baseline and test signals of each sensing path (between two PZT transducers) are measured and the energy of the scatter signal for each path is calculated in a given range. The structure is meshed and the middle point of each component is considered in the calculations. Assuming that there is damage in the evaluated position, the wave will reflect at this point and propagate to the next transducer. The technique is based in the time-of-flight between the actuator (first PZT transducer) and the evaluated point plus the time-of-flight of the evaluated point to the sensor (second PZT transducer, for a pitch-catch configuration) for each mesh component of the structure. The wave speeds in anisotropic specimens are propagation direction dependent. It does not happen in isotropic materials, which have the wave speed constant and non-dependent of the propagation direction. In the case of anisotropic materials, the wave speed for different angles were experimentally computed and incorporated in the algorithm in order to calculate the proper time-of-flight. The energy of the scatter signal is computed in a time range base... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Vinicius Augusto Matheus Rosa null (vinicius91027@aluno.feis.unesp.br) on 2016-09-25T14:21:09Z No. of bitstreams: 1 Vinicius Rosa-PDF_FINAL.pdf: 3807538 bytes, checksum: d62638a8fa9c1ae27ad1e162a2d1d068 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-09-27T14:30:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rosa_vam_me_ilha.pdf: 3807538 bytes, checksum: d62638a8fa9c1ae27ad1e162a2d1d068 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T14:30:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rosa_vam_me_ilha.pdf: 3807538 bytes, checksum: d62638a8fa9c1ae27ad1e162a2d1d068 (MD5) Previous issue date: 2016-07-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Este trabalho analisa um método de Monitoramento da Integridade de Estruturas (SHM, do inglês Structural Health Monitoring) usando funções erro calculadas a partir de ondas guiadas que são refletidas nos danos. Este método foi primeiro testado por Gorgin et al em 2014, que apresentou o método aplicado para materiais isotrópicos. A abordagem é testada experimentalmente em materiais anisotrópicos e isotrópicos. O sinal da estrutura intacta, que será referido como baseline e o sinal atual para cada caminho de propagação (entre dois transdutores PZT) são medidos e a energia do sinal de dispersão para cada caminho é calculada em um dado intervalo. Assumindo que existe dano no ponto avaliado, a onda irá refletir neste ponto e se propagar até o sensor. A técnica é baseada no tempo de propagação (time-of-flight) entre o atuador (primeiro transdutor PZT) até o ponto avaliado mais o tempo de propagação do ponto avaliado até o sensor (segundo transdutor PZT, em uma configuração pitch-catch) para cada ponto da estrutura. A velocidade de propagação em materiais anisotrópicos é dependente da direção de propagação. Isto não acontece em materiais isotrópicos, onde a velocidade de propagação é constante e não é dependente da direção de propagação. No caso de materiais anisotrópicos as velocidades de propagação para diferentes direções foram calculadas experimentalmente e incorporadas ao algoritmo para calcular o time-of-flight corretamente para todos os pontos da estrutura. A energia do sinal de dispersão é calculada em um intervalo baseado no time-of-flight de cada posição analisada. A estimativa da localização do dano é definida através de uma função erro resultante para cada ponto da área monitorada. Como a função erro é baseada na interferência do dano na propagação de ondas guiadas, o maior valor da função erro mostra uma menor probabilidade de dano naquela posição. Uma imagem é gerada com um valor da função erro para cada ponto avaliado da estrutura. A função erro compara valores de energia nos devidos intervalos para cada par de transdutores PZT. O método foi aplicado para várias frequências de excitação, afim de obter-se um resultado melhor. / This work highlights a method for Structural Health Monitoring using error functions computed from guided waves reflected from damage. This method was first tested by Gorgin et al in 2014, who presented the method for isotropic plates. The approach is experimentally tested on anisotropic and isotropic specimens such as composite and aluminum plates, respectively. The baseline and test signals of each sensing path (between two PZT transducers) are measured and the energy of the scatter signal for each path is calculated in a given range. The structure is meshed and the middle point of each component is considered in the calculations. Assuming that there is damage in the evaluated position, the wave will reflect at this point and propagate to the next transducer. The technique is based in the time-of-flight between the actuator (first PZT transducer) and the evaluated point plus the time-of-flight of the evaluated point to the sensor (second PZT transducer, for a pitch-catch configuration) for each mesh component of the structure. The wave speeds in anisotropic specimens are propagation direction dependent. It does not happen in isotropic materials, which have the wave speed constant and non-dependent of the propagation direction. In the case of anisotropic materials, the wave speed for different angles were experimentally computed and incorporated in the algorithm in order to calculate the proper time-of-flight. The energy of the scatter signal is computed in a time range based on the time of flight of each analyzed position. The estimated damage location is defined through a resultant error function for each evaluated point in the monitored area. As the error function is based on the interference of the damage in the propagation of guided waves, the higher value of the error implies the less likelihood of damage in that position. An image is generated with an error value for each mesh position in the plate. This error function compares the energy in the given ranges for each pair of transducers. In addition, several frequencies were tested and the results for each one were combined in order to get a better result. / CNPq: 160328/2014-4

[pt] A inversão temporal é um método bem conhecido de se obter focalização de ondas. Quando usado em ondas dispersivas, como ondas acústicas de Lamb, a têcnica compensa a dispersão de cada modo fornecendo um sinal focalizado no tempo. O operador de inversão temporal em um meio fechado é dependente da geometria e características físicas do meio. A capacidade de focalização da técnica pode ser usada para detectar variações na condição de contorno de meio. A variação da função de transferência do meio, especialmente na fase de cada componente em frequência, causa perda da qualidade de focalização, degradando o sinal de inversão temporal recebido. Nesse trabalho propõe-se o uso da técnica da inversão temporal para detectar a variação na tração externa aplicada à uma placa metálica. Foram feitos experimentos com dois transdutores de ultra-som espaçados sobre uma placa de alumínio utilizados no modo transmissão-recepção a fim de excitar ondas de Lamb por um pulso de banda larga. Uma tração londitudinal é aplicada à placa e o sinal de inversão temporal é observado. Como o sinal recebido na condição de tração inicial possui forma bem definida, a análise da sensibilidade é facilitada. O sinal transmitido é filtrado a fim de fornecer um sinal de inversão temporal com espectro mais amplo melhorando a qualidade de foco e sensibilidade à tração. A sensibilidade à tração é comprovada e medida experimentalmente. A fase do espectro do sinal observada indica a variação no percurso da onda guiada devido ao tracionamento imposto. O valor e instante de pico sofrem variação em função da variação de tração. Mostra-se que a sensibilidade do sinal de inversão temporal pode ser usado como um indicador de variação do estado de tensão do meio. / [en] The time reversal process is a well-known method of obtaining focused waves. When used at Lamb guided acoustic waves it permits compensating the dispersion of each propagation mode providing a time recompressed focused signal. The time reversal operator in a closed medium is very dependent on the geometry and physical characteristics of the medium. The good focusing capability of the process can be used to detect changes in medium boundary conditions. The mismatch of the impulse response transfer function of the medium, especially in the phase of its frequency components, causes loss in the focusing quality, and so degrades the received signal shape. In this work it is proposed the use of the time reversal technique to detect the variation on the external applied traction in a plate structure. Experiments were performed in transmission-reception mode for two fixed ultrasonic transducers spaced in an aluminum plate where Lamb waves have been excited by a wideband pulse. A variable longitudinal traction is applied to the plate and the received time reversal signal is observed. As the received signal with no traction difference has a well-defined shape, the analysis of the process traction sensitivity is simplified. Digital filtering in the frequency domain was used at the transmitted time reversed signal in order to receive a broader spectrum signal, enhancing the process focus quality and stress sensitivity. The external traction sensitivity was verified. The observed phase spectrum variation indicated a wave path change, caused by the deformation of the plate. The peak value has been decreased for the applied traction and returned to it maximum value as the traction difference was removed. Also, the group delay has changed during the traction process. A model for the peak position has been proposed and compared with the measured experiments. The results show that the high sensibility of the time reversal signal technique due to changes of the geometry of the closed medium can be used as strain variation pointer.

[pt] A acoustoelasticidade estuda a variação da velocidade de ondas elásticas em corpos sujeitos a um estado de tensão inicial. A teoria da acoustoelasticidade consiste-se de um relação não-linear entre tensão e deformação que rege a resposta dinâmica de uma onda elástica sobreposta à pré deformação inicial. A teoria da acoustoelasticidade aplicada a ondas guiadas é um ramo de estudo extremamente novo. Seu desenvolvimento teórico para ondas de Lamb foi concluída em 2012, o que permitiu o cálculo da variação da velocidade em função da tensão. Ondas de Lamb são ondas elástica que propagam-se em placas de faces paralelas obedecendo às condições de contorno nas superfícies. Essas ondas são a princípio dispersivas. Modelagem por elementos finitos (MEF) é uma ferramenta útil para a análise das ondas ultrassônicas. A fim de abordar o efeito acoustoelástico utilizando método de elementos finitos pode-se utilizar as constantes elásticas eficazes. Por meio dessas é possível montar um tensor de rigidez anisotrópico equivalente, que por sua vez pode ser utilizado como a entrada de rigidez do material em softwares comerciais. O processo de inversão temporal é um método bem conhecido para a obtenção de ondas acústicas focalizadas no tempo e no espaço. No caso de ondas de Lamb, o uso de sinais de inversão temporal compensa a dispersão de cada modo de propagação, recomprime e focaliza a onda na posição de leitura. Nesta tese, o novo ramo da acoustoelasticidade em ondas de Lamb foi analisado e seu estado da arte revisado. A possibilidade de utilizar constantes elásticas eficazes para determinação da dependência da velocidade com a tensão e os erros nesta aproximação foram investigados. O uso do programa de elementos finitos Ansysr foi validado para propagação de ondas de Lamb monomodo em uma placa submetida a tração uniaxial. Em seguida, simulações de propagação de ondas de Lamb multimodais acoustoelásticas foram realizadas através do software e o efeito da carregamento na focalização foi analisado numericamente. Finalmente, experimentos foram realizadas em uma placa de alumínio carregada longitudinalmente. A viabilidade e limitações da utilização das características de focalização por inversão temporal a fim de medir a tensão são apontadas. / [en] The acoustoelasticity studies the variation of the elastic waves velocity in bodies subject to an initial stress state. The acoustoelastic theory consists of non-linear relationship between stress and strain that rules the dynamic response superimposed to the initial pre-deformation. The acoustoelastic theory applied to guided waves is a very new branch of study. The theoretical development of this theory for Lamb waves was completed in 2012, which enabled the calculation of velocity variation as a function of stress. Lamb waves are elastic waves that propagate in plates obeying the boundary conditions on the surface. These waves are a priori dispersive. Finite Element Method (FEM) is an useful tool for ultrasonic waves propagation analysis. In order to address the acoustoelastic effect employing FEM one can use the effective elastic constants. By these effective constants it is possible to assemble an equivalent anisotropic stiffness tensor, which can be the material stiffness input in commercial software. The time reversal process is a well-known method for obtaining focused acoustic waves in both time and space. In the case of Lamb waves, the use of time-reversed signals compensates the dispersion of each propagation mode, recompressing the wave and producing a focused signal at the reception position. In this thesis the new branch of acoustoelasticity for Lamb waves is thoroughly analyzed and its state of the art is reviewed. The possibility of using effective elastic constants for determination of the velocity dependence on stress and the errors in this approximation are investigated. The use of FEM in Ansysr is validated for single mode under uniaxial tensile stress. Then, the simulations of wideband multi-mode acoustoelastic Lamb waves is carried out in the numerical software, the time-reversal focusing ability is verified and the effect of uniaxial load on the focus is investigated. Finally, experiments were performed in an aluminum plate longitudinally loaded. The feasibility of using the time reversal focus characteristics in order to measure the strain is concluded and its limitations are pointed out.

[pt] A avaliação não destrutiva ultrassônica é de extrema importância na indústria de óleo e gás, principalmente para ativos e estruturas sujeitos a condições que aceleram os mecanismos de falha. Apesar de amplamente difundidos, os métodos ultrassônicos não destrutivos dependem de uma força de trabalho especializada, sendo, portanto, suscetíveis a erros e demorados. Nesse contexto, métodos de reconhecimento de padrões, como o aprendizado de máquina, se encaixam convenientemente para solucionar os desafios da tarefa. Assim, este trabalho tem como objetivo a aplicação de técnicas de inteligência artificial para abordar a interpretação de dados adquiridos por meio de avaliação não destrutiva ultrassônica no contexto da indústria de óleo e gás. Para tanto, esta dissertação envolve três estudos de caso. Primeiramente, sinais de ondas guiadas ultrassônicas são usados para classificar os defeitos presentes em juntas soldadas de compósito termoplástico. Os resultados mostraram que, ao usar atributos extraídos com modelos autoregressivos, a acurácia do modelo de aprendizado de máquina melhora em pelo menos 72,5 por cento. Em segundo lugar, dados ultrassônicos em formato de imagens são usados para construir um sistema de diagnóstico de solda automático. A estrutura proposta resultou em um modelo computacionalmente eficiente, capaz de realizar classificações com acurácia superior à 99 por cento. Por fim, dados obtidos por simulação numérica foram usados para criar um modelo de aprendizado profundo visando estimar a severidade de defeitos semelhantes à corrosão em dutos. Resultados de R2 superiores a 0,99 foram alcançados. / [en] Ultrasonic non-destructive evaluation is of extreme importance in the oil and gas industry, especially for assets and structures subjected to conditions that accelerate failure mechanisms. Despite being widely spread, ultrasonic non-destructive methods depend on a specialized workforce, thus being errorprone and time-consuming. In this context, pattern recognition methods, like machine learning, fit conveniently to solve the challenges of the task. Hence, this work aims at applying artificial intelligence techniques to address the interpretation of data acquired through ultrasonic non-destructive evaluation in the context of the oil and gas industry. For that purpose, this dissertation involves three case studies. Firstly, ultrasonic guided wave signals are used to classify defects present in welded thermoplastic composite joints. Results have shown that, when using features extracted with autoregressive models, the accuracy of the machine learning model improves by at least 72.5 percent. Secondly, ultrasonic image data is used to construct an automatic weld diagnostic system. The proposed framework resulted in a lightweight model capable of performing classification with over 99 percent accuracy. Finally, simulation data was used to create a deep learning model for estimating the severity of corrosion-like defects in pipelines. R2 results superior to 0.99 were achieved.

[pt] Recentemente, ondas guiadas por ultrassom têm mostrado grande potencial para ensaios não destrutivos e monitoramento de integridade estrutural (SHM) em um cenário de avaliação de danos. As medições obtidas por meio de ondas elásticas são particularmente úteis devido a sua capacidade de se propagarem em diferentes materiais, como meios sólidos e fluidos e, também, a capacidade de abrangerem áreas amplas. Ao possuir suficientes medições oriundas de ondas guiadas, técnicas avançadas baseadas em dados, como aprendizado de máquina, podem ser aplicadas ao problema, tornando o procedimento de avaliação de danos ainda mais poderoso e robusto. Com base nessas circunstâncias, o presente trabalho trata da aplicação de modelos de aprendizado de máquina para fornecer inferências de avaliação de falhas baseadas em informações de ondas guiadas por ultrassom. Dois principais estudos de caso são abordados. Primeiramente, uma placa de polímero reforçado com fibra de carbono (PRFC) é avaliada, utilizando dados da literatura de sinais de onda guiada do tipo Lamb na detecção de defeitos pontuais. Os resultados demonstraram que uma abordagem que utiliza um sinal de referência foi capaz de obter excelentes acurácias ao usar a extração de características baseadas em técnicas de identificação de sistemas. Em um segundo momento, defeitos semelhantes à corrosão em uma placa de alumínio são classificados de acordo com sua gravidade. A metodologia é auxiliada por um esquema de separação de modos em sinais de ondas guiadas do tipo SH pré-adquiridos. Os resultados obtidos mostraram que a adoção da separação de modos pode, de fato, melhorar os resultados do aprendizado de máquina. / [en] Recently ultrasonic guided waves have shown great potential for nondestructive testing and structural health monitoring (SHM) in a damage evaluation scenario. Measurements utilizing elastic waves are particularly useful due to their capability to propagate in different materials such as solid and fluid bounded media, and, also, the ability to cover broad areas. When enough guided waves measurements are available and advanced data-driven techniques such as machine learning can be applied to the problem, the damage evaluation procedure becomes then even more powerful and robust. Based on these circumstances, the present work deals with the application of machine learning models to provide fault evaluation inferences based on ultrasonic guided waves information. Two main case studies are tackled in the mentioned subject. Firstly, a carbon fiber reinforced polymer (CFRP) plate is assessed using open data of Lamb guided wave signals in the detection of dot type defects. Results demonstrated that a baseline dependent approach can obtain excellent results when using system identification feature extraction. Secondly, corrosion-like defects in an aluminium plate are classified according to their severity. The methodology is assisted by a mode separation scheme of SH guided waves signals of pre-acquired data. Results have shown that the adoption of mode separation can in fact improve the machine learning results.

O presente trabalho objetiva um estudo de aplicação do Método dos Elementos de Contorno à análise de problemas de propagação de ondas eletromagnéticas. O Método baseia-se numa formulação integral que elimina todas as operações de integração em domínio, restando apenas as de contorno. Inicialmente faz-se um estudo dos fundamentos teóricos do método, apresentando-o de forma genérica e encaminhando sua aplicação à equação de Helmholtz. Os procedimentos computacionais desenvolvidos para a implementação do método viabilizam a solução eficiente de problemas de interesse, envolvendo diferentes meios com ou sem perdas. São apresentados resultados de simulações realizadas que confirmam a aplicabilidade do método, permitindo também uma análise de seu desempenho através da variação de parâmetros, como, por exemplo, número de elementos na discretização e função de interpolação. / This work deals with a study of application of the Boundary Element Method (BEM) directed to electromagnetic guided wave propagation. This method relies on an integral formulation that does not need any domain integration. Only boundary integrations have to be performed. The work begins with a study of the theoretical foundations of the method, presenting its general formulation and then directing it to Helmholtz’s equation solution. Developed computational procedures allow efficient application of the method to real problems with more than one medium, with or without losses. Simulations results are presented which confirm the applicability of the method and allow the analysis of its performance through parameters variation as, for example, the number of discretized elements and interpolation function.

O presente trabalho objetiva um estudo de aplicação do Método dos Elementos de Contorno à análise de problemas de propagação de ondas eletromagnéticas. O Método baseia-se numa formulação integral que elimina todas as operações de integração em domínio, restando apenas as de contorno. Inicialmente faz-se um estudo dos fundamentos teóricos do método, apresentando-o de forma genérica e encaminhando sua aplicação à equação de Helmholtz. Os procedimentos computacionais desenvolvidos para a implementação do método viabilizam a solução eficiente de problemas de interesse, envolvendo diferentes meios com ou sem perdas. São apresentados resultados de simulações realizadas que confirmam a aplicabilidade do método, permitindo também uma análise de seu desempenho através da variação de parâmetros, como, por exemplo, número de elementos na discretização e função de interpolação. / This work deals with a study of application of the Boundary Element Method (BEM) directed to electromagnetic guided wave propagation. This method relies on an integral formulation that does not need any domain integration. Only boundary integrations have to be performed. The work begins with a study of the theoretical foundations of the method, presenting its general formulation and then directing it to Helmholtz’s equation solution. Developed computational procedures allow efficient application of the method to real problems with more than one medium, with or without losses. Simulations results are presented which confirm the applicability of the method and allow the analysis of its performance through parameters variation as, for example, the number of discretized elements and interpolation function.