A espectroscopia fotoacústica é uma técnica muito utilizada na caracterização de materiais. Ela é baseada no efeito fotoacústico, que consiste na geração de som a partir da incidência de radiação eletromagnética intermitente numa amostra confinada numa pequena câmara fechada e preenchida com algum gás. O efeito fotoacústico depende de muitos parâmetros como a freqüência de modulação da radiação eletromagnética incidente e de parâmetros ópticos e térmicos do material em estudo. O modelo de Rosencwaig-Gersho (RG) tem sido empregado na estimativa de parâmetros ópticos e térmicos da amostra utilizando os casos especiais de opacidade e de comportamento térmico do material. Há o interesse em utilizar o modelo RG para a estimativa de dois ou mais parâmetros, simultaneamente. Houve algum sucesso com a aplicação do método inverso utilizando dados experimentais sintéticos, ou seja, utilizando dados gerados pelo modelo RG (método direto), aos quais adiciona-se ruído com o intuito de simular dados experimentais. O objetivo do presente trabalho é a utilização de dados experimentais reais nesta abordagem do método inverso. Para isso foi realizado um projeto de experimento onde se estudou a possibilidade de estimação simultânea de parâmetros a partir das condições gerais do experimento real. Neste projeto de experimento, o estudo dos coeficientes de sensibilidade modificados desempenha um papel central. Desta forma, foi elaborado um algoritmo para o projeto de experimento, onde é estudada a relação entre tais coeficientes e a estimação dos parâmetros feita pelo método inverso. Como exemplo, é apresentada a execução de um projeto de experimento simples, realizado qualitativamente, porém capaz de apontar para um experimento fotoacústico que fornecerá dados experimentais reais para estimativa de um determinado parâmetro físico da amostra. Com esses dados experimentais o problema inverso foi aplicado para a estimação da difusividade térmica da amostra. Por fim, uma discussão é feita com relação ao valor da difusividade térmica obtida pelo método inverso e com relação à abordagem do método inverso na espectroscopia fotoacústica. / Photoacoustic spectroscopy is a very effective technique for optical and thermal characterization of materials. This technique is based on photoacoustic effect. It occurs when a material sample placed inside a closed cell filled with any gas is illuminated with periodically interrupted light. This effect depends on many parameters as modulation frequency of the incident electromagnetic radiation and on optical and thermal properties of the material studied. The Rosencwaig-Gersho (RG) model has been used for parameter estimation where special cases of opaqueness and thermal behavior of the material are considered. One has interest in the use of the general RG model to estimate two or more parameters, simultaneously. In this way, the inverse problem approach has been applied with the direct problem modeled with the general RG model. However, synthetic experimental data has been used in such approach, e.g., noise is added on the data, obtained from direct problem, in order to simulate real experimental data. The main goal of this work is to use the real experimental data in the inverse problem approach. It was needed to carry out the sensitivity study of the parameters with respect to the overall experimental conditions. The modified sensitivity coefficients play an important role in such study. Therefore, an algorithm was built up to study the relationship between modified sensitivity coefficients for the successful inverse approach of parameter estimation. As an example, a simple and qualitative study of sensitivity of the parameters was done, using such algorithm. It pointed out the conditions of the real experimental arrangement in which experimental data were obtained to estimate a unique parameter of the sample. With these experimental data the inverse problem was applied for determining the thermal diffusivity of the sample. Finally, a discussion is presented on the value obtained for the thermal diffusivity by this approach and on the application of the inverse method on the photoacoustic spectroscopy.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:37:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Joao Batista de Oliveira Gomes.pdf: 1678687 bytes, checksum: 22733271d2132b74b590d748fa1086ac (MD5) Previous issue date: 2012-02-28 / No cenário mundial, a água passou a se tornar progressivamente um recurso disputado, tanto pela sua disponibilidade quantitativa, quanto qualitativa, para os mais diferentes usos. O acesso à água de boa qualidade deve ser garantido a todos os habitantes do planeta como direito básico de todos os seres vivos. O objetivo do estudo foi avaliar a morfometria e a qualidade da água superficial em microbacias no município de Guaçuí, localizado no sul do Estado do Espírito Santo, na Região da Serra do Caparaó. Foram selecionadas 10 microbacias da bacia do Ribeirão de São Tiago. Para o mapeamento e análise morfométrica das microbacias, foram utilizadas Ferramentas de Sistema de Informações Geográficas (SIGs). Para validação dos mapas usou-se a medida Kappa. Avaliaram-se 16 parâmetros físico, químicos e biológicos para determinar a qualidade da água e compará-los com os limites permitidos pela legislação. As coletas aconteceram entre os meses de setembro/2010 a agosto/2011 nos períodos de chuva e estiagem. A análise morfométrica mostrou que a bacia não está sujeita a enchentes e que sua declividade influencia na qualidade da água. As amostras analisadas mostraram que os parâmetros Sólidos Suspensos nas bacias com área agrícola, pastagens, café, frutas e hortaliças (AG), 10% apresentam uso moderado de uso e Turbidez, nas bacias de uso misto, agricultura e vegetação nativa (MC) apresentam 20% com uso inadequado para a agricultura. Nas bacias mistas (MC), período das chuvas, os níveis de potássio ficaram acima do recomendado para agricultura. As análises mostraram que o parâmetro coliforme termotolerante está fora dos limites recomendados pelo Ministério da Saúde para consumo humano / Globally, the water has become an increasingly contested resource, both for its availability quantitative and qualitative, for the most different uses. Access to good water quality must be guaranteed to all inhabitants of the planet as a basic right of all living beings. The aim of this study was to evaluate the morphology and surface water quality in watersheds in the county Guaçuí, located in the southern state of Espírito Santo, in the region of Serra do Caparaó. It Was selected 10 watersheds of the basin of the Ribeirão São Tiago. For mapping and morphometric analysis of micro, tools were used Geographic Information System (GIS). For validation of the maps used to measure Kappa. Sixteen parameters were evaluated physical, chemical and biological agents to determine the water quality and compare them to the extent permitted by law. Sampling took place between the months of the September/2010 to august/2011 during the rainy and dry seasons. The morphometric analysis showed that the basin is not subject to flooding and that its slope influences on water quality. The samples showed that the parameters suspended solids in the basins to cropland, pasture, coffee, fruits and vegetables (AG), 10% has moderate use of use and Turbidity in the basin mixed-use, agriculture and native vegetation (MC) are 20% with inappropriate use for agriculture. Basins mixed (MC), the rainy season, potassium levels were above the recommended level for agriculture. Analyzes showed that thermotolerant coliform parameter is outside the limits recommended by the Ministry of Health for human consumption

Orientador: Furio Damiani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T03:06:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Werneck_NicolauLeal_M.pdf: 1556046 bytes, checksum: 677310006250588d7e6a0fb0eedfc170 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Existem diversos problemas ligados à análise de sinais musicais que podem se beneficiar de um conhecimento mais detalhado da estrutura dos sinais gerados pelos diferentes instrumentos. Entre eles se destaca a compressão de sinais baseada em áudio estruturado, onde o codificador determina a partir de um sinal parâmetros para reproduzí-lo com um sintetizador inspirado em modelos físicos dos instrumentos. Para realizar este tipo de análise e síntese é necessário conhecermos as características físicas dos instrumentos e dos sinais produzidos. Este conhecimento é ainda útil para auxiliar no desenvolvimento de instrumentos e outros equipamentos utilizados por músicos para obter o timbre desejado. Esta dissertação apresenta experimentos realizados com uma guitarra elétrica para revelar a dinâmica não-linear de suas cordas e seu filtro linear associado, comparação de sinais gravados com resultados esperados por modelos matemáticos da forma de onda, e ainda uma proposta de uma potencial técnica para a medição de parâmetros para um modelo matemático de um circuito de distorção musical, além de uma maneira de se mapear um par destes parâmetros para um espaço de maior significado psicoacústico / Resumo: Existem diversos problemas ligados à análise de sinais musicais que podem se beneficiar de um conhecimento mais detalhado da estrutura dos sinais gerados pelos diferentes instrumentos. Entre eles se destaca a compressão de sinais baseada em áudio estruturado, onde o codificador determina a partir de um sinal parâmetros para reproduzí-lo com um sintetizador inspirado em modelos físicos dos instrumentos. Para realizar este tipo de análise e síntese é necessário conhecermos as características físicas dos instrumentos e dos sinais produzidos. Este conhecimento é ainda útil para auxiliar no desenvolvimento de instrumentos e outros equipamentos utilizados por músicos para obter o timbre desejado. Esta dissertação apresenta experimentos realizados com uma guitarra elétrica para revelar a dinâmica não-linear de suas cordas e seu filtro linear associado, comparação de sinais gravados com resultados esperados por modelos matemáticos da forma de onda, e ainda uma proposta de uma potencial técnica para a medição de parâmetros para um modelo matemático de um circuito de distorção musical, além de uma maneira de se mapear um par destes parâmetros para um espaço de maior significado psicoacústico / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Submitted by José Ignacio Valencia Díaz (jivalenciadiaz@gmail.com) on 2013-09-17T00:13:33Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao MPFE Jose Ignacio Valencia Diaz.pdf: 1741345 bytes, checksum: b45af943bf4f6e8a2a9963c07038d9dc (MD5) / Approved for entry into archive by Suzinei Teles Garcia Garcia (suzinei.garcia@fgv.br) on 2013-09-17T12:05:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao MPFE Jose Ignacio Valencia Diaz.pdf: 1741345 bytes, checksum: b45af943bf4f6e8a2a9963c07038d9dc (MD5) / Made available in DSpace on 2013-09-17T12:54:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao MPFE Jose Ignacio Valencia Diaz.pdf: 1741345 bytes, checksum: b45af943bf4f6e8a2a9963c07038d9dc (MD5) Previous issue date: 2013-08-26 / Prediction models based on nonparametric estimation are in continuous development and have been permeating the quantitative community. Their main feature is that they do not consider as known a priori the form of the probability distributions functions (PDF), but allow the data to be used directly in order to build their own PDFs. In this work it is implemented the nonparametric pooled estimators from Sam and Jiang (2009) for drift and diffusion functions for the short rate diffusion process, by means of the use of yield series of different maturities provided by One Day Future Interbank Deposit contracts (ID1). The estimators are built from the perspective of kernel functions and they are optimized with a particular kernel format, in our case, Epanechnikov’s kernel, and with a smoothing parameter (bandwidth). Empiric experience indicates that the smoothing parameter is critical to find the probability density function that provides an optimal estimation in terms of MISE (Mean Integrated Squared Error) when testing the model with the traditional k-folds cross-validation method. Exceptions arise when the series do not have appropriate sizes, but the structural break of the diffusion process of the Brazilian interest short rate, since 2006, requires the reduction of the length of the series to the cost of reducing the predictive power of the model. This structural break represents the evolution of the Brazilian market, in an attempt to converge towards mature markets and it explains largely the unsatisfactory performance of the proposed estimator. / Modelos de predição baseados em estimações não-paramétricas continuam em desenvolvimento e têm permeado a comunidade quantitativa. Sua principal característica é que não consideram a priori distribuições de probabilidade conhecidas, mas permitem que os dados passados sirvam de base para a construção das próprias distribuições. Implementamos para o mercado brasileiro os estimadores agrupados não-paramétricos de Sam e Jiang (2009) para as funções de drift e de difusão do processo estocástico da taxa de juros instantânea, por meio do uso de séries de taxas de juros de diferentes maturidades fornecidas pelos contratos futuros de depósitos interfinanceiros de um dia (DI1). Os estimadores foram construídos sob a perspectiva da estimação por núcleos (kernels), que requer para a sua otimização um formato específico da função-núcleo. Neste trabalho, foi usado o núcleo de Epanechnikov, e um parâmetro de suavizamento (largura de banda), o qual é fundamental para encontrar a função de densidade de probabilidade ótima que forneça a estimação mais eficiente em termos do MISE (Mean Integrated Squared Error - Erro Quadrado Integrado Médio) no momento de testar o modelo com o tradicional método de validação cruzada de k-dobras. Ressalvas são feitas quando as séries não possuem os tamanhos adequados, mas a quebra estrutural do processo de difusão da taxa de juros brasileira, a partir do ano 2006, obriga à redução do tamanho das séries ao custo de reduzir o poder preditivo do modelo. A quebra estrutural representa um processo de amadurecimento do mercado brasileiro que provoca em grande medida o desempenho insatisfatório do estimador proposto.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O presente trabalho aborda a modelagem numérica da propagação das ondas sonoras em salas, a partir da avaliação do campo de pressão sonora quadrática na sala. Esta pesquisa apresenta um modelo computacional, baseado na abordagem modal de salas com geometria retangular, que melhora o desempenho do programa de simulação numérica de acústica de salas RAIOS 3 para as baixas frequencias. Inicialmente, foi feita uma análise modal teórica e experimental de uma sala retangular de paredes rígidas e não rígidas, onde se calcula pressão sonora de todos os modos como função da posição e do tempo. Para isso, determinam-se os números de onda e frequência de cada modo, ou seja, os autovalores e as autofrequências. O desempenho do modelo é avaliado a partir dos resultados obtidos com uma sala retangular e validado utilizando dados experimentais do PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt), Alemanha, na intercomparação denominada Round Robin 3, fase 3. Os principais resultados foram obtidos pelo cálculo dos seguintes parâmetros: tempo de reverberação, (T30), fator de clareza (C80), difinição (D50) e o tempo de decaimento inicial, (EDT). / This article discusses the numerical modeling of the propagation of sound waves in rooms, from the assessment of the field of sound pressure quadratic in the room. This research presents a computational model, based on modal approach of rooms with rectangular geometry, which improves the performance of the program for numerical simulation of acoustics of rooms RAIOS 3 for low frequencies. Initially, there was a theoretical and experimental modal analysis of a rectangular room for non-rigid and rigid walls, where an estimated sound pressure of all modes as a function of place and time. For this, is determining of the wavenumbers and frequencies of each mode, namely the eigenvalues and eigenfrequencies. The performance of the model is assessed from results with a rec tangular room and validated using measurement data of the PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt), Germany, an inter-comparison named Round Robin 3, phase - 3. The main results were obtained by calculating the following parameters: reverberation time, (T30), clarity factor, (C80), difinition, (D50) and early decay time.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Nesta dissertação é apresentado um estudo sobre a recuperação de sinais modelados por somas ponderadas de exponenciais complexas. Para tal, são introduzidos conceitos elementares em teoria de sinais e sistemas, em particular, os sistemas lineares invariantes no tempo, SLITs, que podem ser representados matematicamente por equações diferenciais, ou equações de diferenças, para sinais analógicos ou digitais, respectivamente. Equações deste tipo apresentam como solução somas ponderadas de exponenciais complexas, e assim fica estabelecida a relação entre os sistemas de tipo SLIT e o modelo em estudo. Além disso, são apresentadas duas combinações de métodos utilizadas na recuperação dos parâmetros dos sinais: métodos de Prony e mínimos quadrados, e métodos de Kung e mínimos quadrados, onde os métodos de Prony e Kung recuperam os expoentes das exponenciais e o método dos mínimos quadrados recupera os coeficientes lineares do modelo. Finalmente, são realizadas cinco simulações de recuperação de sinais, sendo a última, uma aplicação na área de modelos de qualidade de água. / A study on the recovery of signals modeled by weighted sums of complex exponentials complex is presented. For this, basic concepts of signals and systems theory are introduced. In particular, the linear time invariant systems (LTI Systems) are considered, which can be mathematically represented by differential equations or difference equations, respectively, for analog or digital signals. The solution of these types of equations is given by a weighted sum of complex exponentials, so the relationship between the LTI Systems and the model of study is established. Furthermore, two combinations of methods are used to recover the parameters of the signals: Prony and least squares methods, and Kung and least squares methods, where Prony and Kung methods are used to recover the exponents of the exponentials and the least square method is used to recover the linear coefficients of the model. Finally, five simulations are performed for the recovery of signals, the last one being an application in the area of water quality models.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O presente trabalho aborda a modelagem numérica da propagação das ondas sonoras em salas, a partir da avaliação do campo de pressão sonora quadrática na sala. Esta pesquisa apresenta um modelo computacional, baseado na abordagem modal de salas com geometria retangular, que melhora o desempenho do programa de simulação numérica de acústica de salas RAIOS 3 para as baixas frequencias. Inicialmente, foi feita uma análise modal teórica e experimental de uma sala retangular de paredes rígidas e não rígidas, onde se calcula pressão sonora de todos os modos como função da posição e do tempo. Para isso, determinam-se os números de onda e frequência de cada modo, ou seja, os autovalores e as autofrequências. O desempenho do modelo é avaliado a partir dos resultados obtidos com uma sala retangular e validado utilizando dados experimentais do PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt), Alemanha, na intercomparação denominada Round Robin 3, fase 3. Os principais resultados foram obtidos pelo cálculo dos seguintes parâmetros: tempo de reverberação, (T30), fator de clareza (C80), difinição (D50) e o tempo de decaimento inicial, (EDT). / This article discusses the numerical modeling of the propagation of sound waves in rooms, from the assessment of the field of sound pressure quadratic in the room. This research presents a computational model, based on modal approach of rooms with rectangular geometry, which improves the performance of the program for numerical simulation of acoustics of rooms RAIOS 3 for low frequencies. Initially, there was a theoretical and experimental modal analysis of a rectangular room for non-rigid and rigid walls, where an estimated sound pressure of all modes as a function of place and time. For this, is determining of the wavenumbers and frequencies of each mode, namely the eigenvalues and eigenfrequencies. The performance of the model is assessed from results with a rec tangular room and validated using measurement data of the PTB (Physikalisch-Technische Bundesanstalt), Germany, an inter-comparison named Round Robin 3, phase - 3. The main results were obtained by calculating the following parameters: reverberation time, (T30), clarity factor, (C80), difinition, (D50) and early decay time.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Nesta dissertação é apresentado um estudo sobre a recuperação de sinais modelados por somas ponderadas de exponenciais complexas. Para tal, são introduzidos conceitos elementares em teoria de sinais e sistemas, em particular, os sistemas lineares invariantes no tempo, SLITs, que podem ser representados matematicamente por equações diferenciais, ou equações de diferenças, para sinais analógicos ou digitais, respectivamente. Equações deste tipo apresentam como solução somas ponderadas de exponenciais complexas, e assim fica estabelecida a relação entre os sistemas de tipo SLIT e o modelo em estudo. Além disso, são apresentadas duas combinações de métodos utilizadas na recuperação dos parâmetros dos sinais: métodos de Prony e mínimos quadrados, e métodos de Kung e mínimos quadrados, onde os métodos de Prony e Kung recuperam os expoentes das exponenciais e o método dos mínimos quadrados recupera os coeficientes lineares do modelo. Finalmente, são realizadas cinco simulações de recuperação de sinais, sendo a última, uma aplicação na área de modelos de qualidade de água. / A study on the recovery of signals modeled by weighted sums of complex exponentials complex is presented. For this, basic concepts of signals and systems theory are introduced. In particular, the linear time invariant systems (LTI Systems) are considered, which can be mathematically represented by differential equations or difference equations, respectively, for analog or digital signals. The solution of these types of equations is given by a weighted sum of complex exponentials, so the relationship between the LTI Systems and the model of study is established. Furthermore, two combinations of methods are used to recover the parameters of the signals: Prony and least squares methods, and Kung and least squares methods, where Prony and Kung methods are used to recover the exponents of the exponentials and the least square method is used to recover the linear coefficients of the model. Finally, five simulations are performed for the recovery of signals, the last one being an application in the area of water quality models.