Orientador: José Roberto Campanha / Banca: Reyolando Manoel Lopes Rebello da Fonseca Brasil / Banca: José Manoel Balthazar / Resumo: Neste trabalho analisamos um oscilador não linear com fricção seca e amortecimento por meio das wavelets. Inicialmente fizemos uma breve revisão sobre as wavelets, comparando-as com a transformada de Fourier, destacando os principais tipos de wavelets e a expansão de uma função utilizando como base as wavelets. A seguir, variando a freqüência de excitação externa do sistema, reproduzimos os dados obtidos por S. Narayanan e K. Jayaraman [1991] integrando as equações pelo método de Runge Kutta e obtendo as séries temporais, os planos de fase, os mapas de Poincaré e as transformadas Rápida de Fourier para cada freqüência externa. A seguir, analisamos o sistema por meio da análise de wavelet obtendo seu espectro de wavelet, ou escalograma, e observamos que quando o sistema passa de periódico a caótico, as wavelets constituem um poderoso método para um diagnóstico mais preciso do regime do sistema. / Abstract: In this work we analyzed a non-linear oscillator under dry friction conditions and damping via wavelets. Initially we presented a review on wavelets, comparing them with Fourier Transforms, detaching the principal wavelets types and the expansion of a function using wavelets as a basis. Then, varying the frequency of external excitations, we reproduced the data obtained by S. Narayanan and K. Jayaraman [1991] integrating the equations with Runge Kutta method and further obtaining the time series, the Phase Plane, the Poincaré Map and the Fast Fourier Transform for each external frequency. Finally, we probed the system via the wavelets analysis obtaining the wavelet spectrum, or "scalogram", and we observed that when the system passes from a periodic to a chaotic regime, wavelets turns out to be a powerful method for a precise diagnosis of the system. / Mestre

Orientador: Alvaro Rodolfo De Pierro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-07-24T01:34:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jiahong_Yin_D.pdf: 1875455 bytes, checksum: 86ef9fda1cbd3c60921cd7d0922fa541 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Nosso principal objetivo neste trabalho é desenvolver métodos para re­construir valores discretos de uma função f (x) com suporte compacto a partir de um número finito de seus coeficientes finitos de Fourier, evitando o chamado fenômeno de Gibbs. Primeiramente, estabelecemos algumas relações aproximadas entre a transformada de Fourier discreta e os co­eficientes de Fourier da função f(x). Em seguida, usando estas relações, apresentamos alguns algoritmos para a reconstrução de funções. Compara­dos com os métodos de filtragem mais usados podemos reduzir fortemente o fenômeno de Gibbs na função reconstruída. Como uma aplicação direta destas relações, apresentamos um algoritmo eficiente para calcular os co­eficientes de Fourier de f (x). Obtemos as estimativas do erro aproximado dos coeficientes de Fourier e a função reconstruída. Discutimos também a reconstrução de um sinal com ruído a partir dos momentos ortogonais e chegamos a uma melhor estimativa do erro. Algumas simulações numéricas ilustram as vantagens de nossos novos métodos / Abstract: Our main goal in this dissertation is to develop methods for the re­construction of the discrete values of a compactly supported function f (x) from its finite Fourier coefficients, avoiding the so-called Gibbs phenomenon. First, we establish some approximated relations between the discrete Fourier transform and the Fourier coefficients of f(x). Then, using these relations, we present several algorithms for reconstructing the function. Compared with the traditional filtering methods, we can greatly reduce the Gibbs phenomenon in the reconstructed function. As a direct application of these relations, we present an efficient algorithm to calculate the Fourier coeffi­cients of f(x). We obtain the error estimations of the approximated Fourier coefficients and the reconstructed function. We also discuss the reconstruc­tion of a noisy signal based on its orthogonal moments and get a better error estimation. Several numerical simulations illustrate the advantages of our new approach / Doutorado / Doutor em Matemática Aplicada

A apneia é um Distúrbio Respiratório do Sono com grande incidência, estimando-se que esteja presente em 13% dos homens e 6% das mulheres nos Estados Unidos. Correlacionados com a apoeia, estão a obesidade, a diabete mellitus e, principalmente, algumas doenças cardíacas. No Brasil ainda há poucas pesquisas, possivelmente pelo difícil acesso e pelo alto custo das Polissonografias. Neste trabalho são analisados alguns sinais de Polissonografia, como o Eletrocardiograma, a Saturação do Oxigênio no Sangue, o Flu.xo Respiratório e o Esforço Respiratório. Mostramos como a Transformada Wavelet Discreta e as Redes Nemais constituem ferramentas matemáticas computacionais que possibilitam a extração de características e a classificação, servindo de suporte ao diagnóstico utilizado at ualmente. / Apnea is a highly incident Sleep-Disordered Breathing, which a icts roughly 13% of men and 6% of the women in the USA. It is also found a few correlations with other diseases, like obesity, diabetes mellitus and, especially, certain cardiac diseases. In Brazil, there are few studies, possibly due to the di cult access and the cost of Polysomnography. In this study, we analyzed some signals of Polysomnography, as the electrocardiogram, the oxygen saturation, the respiratory ow and respiratory e ort. We show how the Discrete Wavelet Transform and Neural Network may be applied as computational mathematical tools that enable feature extraction and classi cation, serving to support the diagnosis currently used.

A apneia é um Distúrbio Respiratório do Sono com grande incidência, estimando-se que esteja presente em 13% dos homens e 6% das mulheres nos Estados Unidos. Correlacionados com a apoeia, estão a obesidade, a diabete mellitus e, principalmente, algumas doenças cardíacas. No Brasil ainda há poucas pesquisas, possivelmente pelo difícil acesso e pelo alto custo das Polissonografias. Neste trabalho são analisados alguns sinais de Polissonografia, como o Eletrocardiograma, a Saturação do Oxigênio no Sangue, o Flu.xo Respiratório e o Esforço Respiratório. Mostramos como a Transformada Wavelet Discreta e as Redes Nemais constituem ferramentas matemáticas computacionais que possibilitam a extração de características e a classificação, servindo de suporte ao diagnóstico utilizado at ualmente. / Apnea is a highly incident Sleep-Disordered Breathing, which a icts roughly 13% of men and 6% of the women in the USA. It is also found a few correlations with other diseases, like obesity, diabetes mellitus and, especially, certain cardiac diseases. In Brazil, there are few studies, possibly due to the di cult access and the cost of Polysomnography. In this study, we analyzed some signals of Polysomnography, as the electrocardiogram, the oxygen saturation, the respiratory ow and respiratory e ort. We show how the Discrete Wavelet Transform and Neural Network may be applied as computational mathematical tools that enable feature extraction and classi cation, serving to support the diagnosis currently used.

A apneia é um Distúrbio Respiratório do Sono com grande incidência, estimando-se que esteja presente em 13% dos homens e 6% das mulheres nos Estados Unidos. Correlacionados com a apoeia, estão a obesidade, a diabete mellitus e, principalmente, algumas doenças cardíacas. No Brasil ainda há poucas pesquisas, possivelmente pelo difícil acesso e pelo alto custo das Polissonografias. Neste trabalho são analisados alguns sinais de Polissonografia, como o Eletrocardiograma, a Saturação do Oxigênio no Sangue, o Flu.xo Respiratório e o Esforço Respiratório. Mostramos como a Transformada Wavelet Discreta e as Redes Nemais constituem ferramentas matemáticas computacionais que possibilitam a extração de características e a classificação, servindo de suporte ao diagnóstico utilizado at ualmente. / Apnea is a highly incident Sleep-Disordered Breathing, which a icts roughly 13% of men and 6% of the women in the USA. It is also found a few correlations with other diseases, like obesity, diabetes mellitus and, especially, certain cardiac diseases. In Brazil, there are few studies, possibly due to the di cult access and the cost of Polysomnography. In this study, we analyzed some signals of Polysomnography, as the electrocardiogram, the oxygen saturation, the respiratory ow and respiratory e ort. We show how the Discrete Wavelet Transform and Neural Network may be applied as computational mathematical tools that enable feature extraction and classi cation, serving to support the diagnosis currently used.

Estudio breve sobre problemas mal condicionados y la Transformada de Radon. Obtención de la ecuación que gobierna la tomografía computarizada, estudio del mal condicionamiento del problema obtenido. Métodos para resolver este problema mal condicionado; modelo de Shepp - Logan, elaboración de algunos didacticos, elaboración de programas y resultados de la ejecución computacional. -- Palabras Claves: Tomografía computarizada, CT, Problemas inversos, Problemas mal condicionados transformada de radón. / -- A brief study of bad conditioned problems and the Radon Transform. We get the equation that model computerized tomography and study the bad conditioned of the obtained problem. Methods to solve this bad conditioned problem, Shepp-Logan model, elaboration of some didactical, elaboration of programs and results of the computacional execution. -- Key Words: Computarized tomography, CT, Inverse problems, Bad conditioned problems radon transform / Tesis

Este trabalho apresenta a aplicação da transformada de ondaletas, como ferramenta de análise para o estudo de escoamentos turbulentos transientes e não homogêneos que podem ocorrer nas situações reais de engenharia, onde fenômenos transientes e não contínuos estão normalmente presentes. O estudo experimental da turbulência em túnel de vento habitualmente pressupõe que o escoamento seja estacionário; assim, fenômenos transientes são estudados como uma sucessão de situações estacionárias intermediárias. Isto é necessário porque a ferramenta clássica para o estudo experimental da turbulência, a análise de Fourier, só se aplica a fenômenos estacionários, pois seus resultados se referem a comportamentos de conjunto e as singularidades do sinal não aparecem na análise. Para estes escoamentos onde a transformada de Fourier não se aplica ou não apresenta resultados satisfatórios, a transformada de ondaletas, entre outras possibilidades, é a ferramenta matemática que vem sendo mais freqüentemente utilizada a partir da última década. São apresentados os fundamentos matemáticos, bem como uma breve história da transformada de ondaletas, da transformada de Fourier e da estatística aplicada á turbulência. Para estudar a transformada de ondaletas e buscar a melhor forma de aplicá-la ao estudo da turbulência, foram analisados três escoamentos distintos: na esteira de um cilindro, em turbulência homogênea e em um banco de tubos de configuração quadrangular. Os resultados experimentais foram obtidos por anemometria de fio quente. As medições foram feitas em um túnel de vento, partindo do repouso até atingir o regime permanente. Os dados experimentais obtidos foram analisados utilizando técnicas de ondaletas, usando várias ondaletas e várias transformadas de ondaletas diferentes. Os resultados são comparados entre si e com a transformada de Fourier. Também foram realizados ensaios em regime permanente para várias velocidades do escoamento entre o repouso e a velocidade nominal do ventilador, com o auxílio de um inversor de freqüência. Os resultados para a variação do número de Strouhal com a velocidade, obtidos da análise destes dados pela transformada de Fourier mostraram boa concordância com os obtidos da análise de ondaletas das aquisições transientes. Os resultados mostram que a transformada de ondaletas é uma ferramenta valiosa para a análise dos dados experimentais obtidos nos problemas investigados, qualificando e complementando a análise de Fourier onde esta se aplica e substituindo-a quando o fenômeno for não estacionário.

The present paper is a study of a class of polynomial set defined by means of a generating function of the form G(2xt- t²) for the choice G(u) = 0 F1(--;α;u). The paper contains some interesting results in the form of recurrence relations, generating functions, finite series of product of polynomials, hypergeometric form, relationship with Shively 's pseudo Laguerre and other polynomials, integral representation, fractional integral and Laplace transform of the polynomial.

O m etodo LTSN é um método de solução analítica para o conjunto de equações diferenciais ordininárias resultantes da aproximação de ordenadas discretas SN da equação unidimensional de transporte de partí culas neutras, isto e, a solução para o sistema de equações SN e obtida sem aproximações ao longo de sua derivação Classicamente, devido a existência de uma singularidade na direção u= 0, N e considerado par. Neste trabalho, com o objetivo de estudar a influência desta singularidade no comportamento da solução , e apresentada uma soluçao analítica para o conjunto de equações SN, considerando N mpar. Simulações numéricas e comparação com os resultados obtidos pelo método LTSN com N par são apresentadas. / The LTSN method is an analytical method to solve the system of differential equations resulting from the discrete ordinates (SN) approximation to the neutral partide transport equation, i.e., the solution of the system SN equations is obtained without approximations in its derivation. Classically, due to the existence of a singularity in the direction = 0, N is taken even numbers. In this work, in order to study the in uence of this singularity in the solution behavior, an analytical solution is presented for the system of the SN equations with odd N. Numerical simulations and comparisons with the results obtained by the LTSN method with even N are presented.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-10-26Bitstream added on 2014-06-13T20:14:07Z : No. of bitstreams: 1 salomao_lr_me_rcla.pdf: 917808 bytes, checksum: d44faa6f545a9927fe555baaacdcc99c (MD5) / Este trabalho pode ser separado em duas partes. Na primeira apresentamos, de forma resumida, a natureza fractal das séries de precipitação de chuvas, a estimativa do expoente de Hurst (H), a transformada wavelet, o seu uso na estimativa de H e a comprovação, por meio de testes com séries de movimento browniano fracionário geradas com H estabelecido a priori, que temos um bom método para estimar H com a transformada wavelet. Na segunda parte é feita uma análise das séries temporais de precipitação de chuvas (séries de chuva). As séries de chuvas foram obtidas junto ao Departamento de Águas e Energia Elétrica (DAEE) do estado de São Paulo e são constituídas de medições diárias, em milímetros, da quantidade de chuva em postos meteorológicos distribuídos em todo o estado. Algumas séries apresentam ausências de medições que acabam transformando uma série longa em duas ou mais séries menores. Em função disso foi estabelecido um procedimento que permite aproveitar essas séries com ausências (dias sem medições) para estimar o expoente de Hurst. A partir de considerações climáticas o estado foi dividido em nove regiões. Foram selecionadas séries com 20 anos de registros de chuva (de janeiro de 1978 a dezembro de 1997). Dos valores de H encontrados foi feita uma média para cada região climática do estado de São Paulo. / This work can be separated into two parts. In the first part is briefly presented the fractal nature of the rain precipitation series, the estimate of the Hurst exponent (H), the wavelet transform, its use in the estimate of H and the evidence, by tests with generated series of fractional brownian motion with H established a priori, that we have a good method to estimate H with wavelet transform. In the second part an analysis of rain precipitation series is made. The rain series had been obtained from the Departmento de Águas e Energia Elétrica (DAEE) of the state of São Paulo and contain daily measurements, in milimeters, of the amount of rain in distributed meteorological stations all over the state. Some series present absences of measurements, transforming a long series into two or more lesser series. A procedure was established, allowing to use these series with absences (days with no measurements) to estimate the Hurst exponent. From climatic considerations the state was divided into nine regions. The regions with rain data over a period of 20 years have been selected as rain series (from january 1978 to december 1997). From the several values of H, we computed an averaged value of H for each climatic regions of the state of São Paulo.