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Neste trabalho, apresentamos a adaptação da disciplina de Física Experimental II do Instituto de Física da UFRJ para o ensino totalmente remoto, motivada pelas restrições impostas pela pandemia de COVID-19. A disciplina consiste em atividades práticas nos temas de hidrostática, oscilações harmônicas e ondas, que foram reformuladas para que o estudante pudesse realizá-las em casa, a partir de materiais de uso cotidiano ou de fácil acesso, enfatizando a abordagem “mão-na-massa” (montagem e realização dos experimentos pelo próprio estudante). Os alunos foram orientados pelo método de sala de aula invertida, combinando a visualização prévia de videoaulas (sessões assíncronas) e aulas de orientação por videoconferência (sessões síncronas) para cada experimento. A avaliação do desempenho foi realizada por relatórios que incluíam vídeos ou fotos das montagens e da realização dos experimentos. Os resultados obtidos permitem concluir que os alunos apresentaram engajamento por vezes superior àquele comumente obtido nos cursos presenciais, com evidentes benefícios para o aprendizado. As montagens experimentais são suficientemente simples para que possam ser replicadas sem dificuldade em outras instituições universitárias ou mesmo de ensino médio. In May 2020, the Physics Institute of Federal University of Rio de Janeiro (UFRJ) started a program aiming to reformulate its experimental courses to a completely remote format due to the restrictions imposed by the COVID-19 pandemic. In this work, we describe the results of this effort in the particular case of the Experimental Physics II course, which combines practical sessions on hydrostatics, oscillations and waves. The reformulated course focus on a “hands-on” approach, in which students were required to build their own experimental kit and perform measurements using easily accessible materials. Classes followed the inverted classroom method, in which recorded videos were watched by students previously to real-time orientation sessions. Students were evaluated based on their individual reports of each experiment, which necessarily included videos or pictures of the experimental setup and data acquisition procedure. Overall, we observed excellent results in terms of stronger commitment and enthusiasm from students in the remote version of the course as compared to the traditional one. The experimental kits and their assembly are simple enough so they can be reproduced without substantial difficulty in other universities or even in high-schools.

Orientador: Bruno Sanches Masiero Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: Ao realizar o processamento do áudio espacial de cenas sonoras, costuma ser necessário detectar primeiro as fontes sonoras presentes na cena, o que é comumente feito com o auxílio de um arranjo de microfones e um algoritmo detector de direção de chegada (DOA). Caso o sistema deva analisar o som vindo de todas as direções possíveis, é comum o uso de um arranjo esférico de microfones. Algoritmos clássicos de estimação de DOA, como a decomposição em ondas planas e o beamforming esférico, apresentam baixa precisão para localizar fontes. Para melhorar a estimação da DOA, foi proposto o algoritmo compressive beamforming (CB). O CB aplica a regularização promotora de esparsidade ao problema de localização através do uso da minimização da norma L1 assumindo, portanto, que cenas sonoras são compostas por um pequeno número de fontes. Neste trabalho, é comparada a performance de três algoritmos de regularização promotora de esparsidade em um modelo de decomposição em ondas planas: a minimização da norma L1 via Disciplined Convex Program (DCP), o método Least Absolute Shrinkage and Selection Operator (LASSO) e o Orthogonal Matching Pursuit (OMP). Verifica-se que os três algoritmos foram capazes de determinar de forma acurada o número de fontes e suas direções para uma cena simulada, tanto com quanto sem ruído aditivo. A performance de todos algoritmos degradou quando aplicados a uma situação real com uma fonte gravada em ambiente anecoico. Neste caso, houve uma melhora da performance ao se combinar o LASSO para determinar o número de fontes com o OMP para refinar a estimativa da amplitude da onda Abstract: When doing spatial audio processing of sound scenes it is often necessary to first detect the sound sources present in the scene, which is commonly done with the aid of a microphone array and a direction of arrival (DOA) estimation algorithm. If the system should be able to analyze sound coming from all possible directions, then spherical microphone arrays are most commonly used. Classical DOA algorithms, such as plane-wave decomposition or spherical beamforming, suffer from low localization accuracy. In an attempt to improve DOA estimation, the compressive beamforming (CB) algorithm has been proposed. CB applies sparsity regularization to the localization problem through the use of L1-norm minimization, therefore taking into account the assumption that common sound scenes are usually composed of only a handful of sound sources. In this thesis, the performance of three sparsity regularization algorithms on a plane-wave decomposition model is compared: the $\ell_1$-norm minimization via Disciplined Convex Program (DCP), the Least Absolute Shrinkage and Selection Operator (LASSO) method and the Orthogonal Matching Pursuit (OMP). It is shown that the three algorithms were able to accurately estimate the number of sources and its directions for an artificial sound scene, both with and without noise. However, the performance was shown to deteriorated when applied at a practical situation with a sound source recorded in an anechoic chamber. In this case, there was an improvement with the combination of the LASSO to estimate the number of sound sources and the OMP to refine the wave amplitude Mestrado Telecomunicações e Telemática Mestra em Engenharia Elétrica FAPESP 2018/26531-6

Orientador: Prof. Dr. Emygdio Leite de Araujo Monteiro-Filho Coorientadora: Dra. Lucimary Steinke Deconto Pesaroglo Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Zoologia. Defesa : Curitiba, 30/08/2021 Inclui referências: p. 76-83 Resumo: Categorizar e descrever os tipos de vocalizações de Felidae existentes e os comportamentos sociais associados a estes sons é importante, principalmente, para elevar os níveis de conhecimento e esforços de conservação para este grupo com tantas espécies vulneráveis e ameaçadas. Assim, este estudo objetivou realizar uma descrição do repertório vocal de Felidae e comportamentos associados. Além disso, foram realizadas comparações estatísticas (Kruskal-Wallis ou Mann-Whitney) para avaliar se a mesma emissão difere entre indivíduos e espécies. Testou-se também a hipótese de que grandes felídeos emitem sons com menores frequências do que os pequenos, devido à anatomia de seu aparato vocal, o que foi verificado por regressão linear de tamanho corpóreo vs. frequência (alometria acústica). Foram realizadas gravações de nove espécies de Felidae no Zoológico Municipal de Curitiba, no Refúgio Biológico Bela Vista e no Parque Ecológico da Klabin. As espécies gravadas foram: leão (Panthera leo), onça-pintada (Panthera onca), tigre (Panthera tigris), leopardo (Panthera pardus), suçuarana (Puma concolor), jaguatirica (Leopardus pardalis), gato-maracajá (Leopardus wiedii) e gato-do-mato-do-sul (Leopardus guttulus), além de uma espécie doméstica, o gato-doméstico (Felis silvestris catus). Os parâmetros sonoros analisados foram: frequência mínima (Hz), frequência máxima (Hz), frequência dominante (Hz), frequência fundamental (Hz), duração de cada nota (s) e duração do chamado (s), além da presença de harmônicos e modulações. Foram identificados 13 sinais acústicos: arfar, jato de ar nasal, rosnado, rugido, grunhido, hiss, snarl, espirro forçado, miado, prusten, mrr, moan e chamado associado ao estro. Para cada sinal, foi descrito o comportamento exibido durante as gravações. Observou-se que os felídeos vocalizaram durante comportamentos de ameaça, defesa, ansiedade, relaxamento, em momentos amigáveis e como demanda de atenção. Desconsiderando-se o tipo de som, na comparação entre espécies para a frequência fundamental, em geral, os felídeos do gênero Panthera não foram significativamente diferenciados um do outro. O mesmo ocorreu para os pequenos felídeos. Na comparação entre os pequenos com os grandes, salvo algumas exceções, houve separação de forma significante, indicando dois agrupamentos acústicos distintos. Quando analisada a mesma emissão, entre diferentes espécies, houve diferenças na frequência fundamental (chamado do cio: p

O escoamento bifásico gás-liquido ocorre em diferentes aplicações industriais, como na indústria do petróleo. Diferentes modelos hidrodinâmicos têm sido desenvolvidos ao longo das últimas décadas a fim de predizer os comportamentos do escoamento nas tubulações de petróleo, as quedas de pressão, bem como os coeficientes de transferências de calor e massa. Os padrões de escoamento podem variar não somente devido a diferenças geométricas, como também dependendo das diferentes condições termodinâmicas que determinam o comportamento das fases da mistura óleo-gás. As altas concentrações de dióxido de carbono associadas às altas pressões encontradas nos processos de extração definem um novo desafio para a indústria petrolífera. As condições termodinâmicas associadas às altas pressões encontradas nestes reservatórios (acima da pressão crítica do CO2) aproximam a mistura às suas condições críticas durante o processo de extração. Nestas circunstâncias, a razão entre as massas específicas das fases líquido e gás torna-se próxima à unidade, dificultando a modelagem hidrodinâmica do escoamento. Porém, reproduzir estes escoamentos a alta pressão experimentalmente representaria um processo de periculosidade e de alto custo energético. Assim, o presente trabalho avalia a utilização de uma nova mistura a fim de simular a razão de massas específicas próxima a unidade encontrada em condições supercríticas para reduzir as pressões de trabalho durante o estudo do escoamento multifásico. Esta dissertação se propõe a estudar o comportamento das fases do sistema binário formado por um gás de alta densidade hexafluoreto de enxofre (SF6) e óleo mineral, projetando e montando um aparato experimental para a utilização do método sintético na obtenção de dados de equilíbrio de fases. Na presente pesquisa, dados de equilíbrio de fases foram computados para a mistura SF6 e óleo mineral Hydra XP 32 para temperaturas variando entre 10 e 35ºC para diferentes composições globais mássicas (0,05 a 0,25 de SF6). As medidas experimentais das pressões do ponto de bolha foram realizadas empregando-se o método sintético em três diferentes técnicas: visual, acústico e comportamento da curva pressão-volume. O objetivo principal do presente estudo foi o de identificar se a mistura binária poderia ser utilizada como fluido-modelo para simular as condições críticas encontradas nos reservatórios do pré-sal, e caso fosse considerada apta, determinar as pressões máximas de trabalho para manter os escoamentos em um regime bifásico. Os dados produzidos pela pesquisa serão utilizados no projeto de um circuito de escoamento bifásico de alta pressão afim de manter a mistura em condições bifásicas e evitar a formação de uma terceira fase. Gas-liquid two-phase flow occurs in several industrial applications as the oil industry. Distinct hydrodynamic models were and are still being developed along the last few decades in order to predict the flow patterns in pipelines, the pressure drop and the heat and mass transfer coefficients. The flow patterns cannot only vary depending on different geometrical conditions, but also on different thermodynamic conditions, which determine the phase behavior of the oil-gas mixture. High concentrations of carbon dioxide express a current great challenge in the oil extraction industry. The thermodynamic conditions related to the high pressures found in the reservoirs (higher than the CO2 critical pressure) approximate the mixture to its critical pressure during the extraction. This approximation to the critical point makes it difficult to distinguish the two phases and approximates their densities effecting directly the flow patterns in pipelines. Such conditions are difficult to reproduce in laboratory scale, due to not only the great amount of energy, but also to the unsafe settings it needs. Therefore, a new mixture was proposed to emulate this two-phase density approximation using a high-density gas (SF6) and a low-density liquid (mineral oil) in order to reproduce the conditions in lower pressure, and studying its thermodynamic behavior is key to understanding the flow patterns conditions. In the present research, phase equilibrium data of mineral oil Hydra XP 32 and sulfur hexafluoride (SF6) are determined at temperatures between 10 and 35ºC under different mixture concentrations (from 0.05 to 0.25 of SF6). The isothermal synthetic method was used and three different techniques were compared (visual, ultrasonic and pressure-volume observations) to determine mixture bubble points at different temperatures and point out different mixture behaviors. The main goal of this research was to identify if the binary mixture can be used as a model-fluid for simulating the critical highpressure conditions found in the pre-salt reservoirs, and if só, determine the maximum pressure in which the two-phase system will be maintained under different system temperatures. The data produced by this research will be used on the project of a high-pressure flow loop in order to maintain the mixture in a two-phase flow avoiding three-phase state.

A prática criativa de realizar transformações em sons gravados tem origem nos trabalhos de Pierre Schaeffer e do Groupe de Recherches Musicales (GRM), contudo tal prática adquire uma nova dimensão a partir do desenvolvimento da suíte de programas computacionais Composers Desktop Project (CDP) – encabeçada pelo compositor, performer e desenvolvedor inglês Trevor Wishart. Apesar dos programas do CDP serem elaborados, a princípio, para execução em tempo diferido, o ambiente de programação de áudio SuperCollider – que é especialmente centrado na lógica do tempo real – apresenta flexibilidade para portá-los assim como permite e facilita a criação de novos processos correlatos. Dois tipos principais de transformações sonoras são analisados, aquelas nas quais os cálculos computacionais são realizados no domínio do tempo – utilizando a ideia de conjuntos de onda (wavesets) – e aquelas cujos cálculos se dão no domínio da frequência – valendo-se dos dados fornecidos pelo vocoder de fase. Neste trabalho, as transformações temporais e espectrais do CDP são revistas à luz das novas possibilidades trazidas pelo SuperCollider e avaliadas por meio da elucidação do mecanismo de transformação computacional e da escuta dos sons fonte e resultantes. Ao final, novas transformações e variantes expandidas são propostas utilizando o formato de pequenos estudos sonoros, mostrando como tais procedimentos vêm sendo incorporados e integrados às práticas criativas do autor deste texto. The creative practice of transforming recorded sounds has its origins on the works by Pierre Schaeffer and the Groupe de Recherches Musicales (GRM), however, this practice acquires a new dimension with the development of the computer programs suite Composers Desktop Project (CDP) – headed by the English composer, performer and developer Trevor Wishart. Although CDP’s programs were primely designed for non-real-time execution, the audio programming environment SuperCollider – which is mainly centered at real time logic – features flexibility not only for porting these processes but also allows and facilitates the creation of new correlated ones. Two main sound transformation types were analyzed, those in which the computer calculations were realized on the time domain – using the wavesets idea – and those in which calculations were realized on the spectral domain – using the data from the phase vocoder. In this work, CDP’s time and spectral transformations are revisited under the light of the new possibilities brought by the SuperCollider and the auditory evaluation of source and transformed sounds. At last, new transformations and expanded variants are proposed in the format of small sound studies, demonstrating how these procedures have been incorporated and integrated into the creative practices by the author of the present text.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2021-11-26T12:47:34Z No. of bitstreams: 1 PDF - Elane Vieira Diniz.pdf: 2307951 bytes, checksum: 38236d34f30dc228c12cc9893f2d45c0 (MD5) Approved for entry into archive by Rosalvo Andrade (rosalvo_andrade@servidor.uepb.edu.br) on 2021-12-06T19:07:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Elane Vieira Diniz.pdf: 2307951 bytes, checksum: 38236d34f30dc228c12cc9893f2d45c0 (MD5) Made available in DSpace on 2021-12-13T14:20:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Elane Vieira Diniz.pdf: 2307951 bytes, checksum: 38236d34f30dc228c12cc9893f2d45c0 (MD5) Previous issue date: 2020-02-12 The work presented here was born from the need, as a Physics teacher, to innovate the teaching method in the classroom, seeking to arouse the interest of students through investigative classes with a focus on technology. Therefore, we present a proposal aimed at high school physics teachers, with the perspective of working on the content of sound waves from application in ultrasound. We aim to make students understand the phenomena and physical concepts involved in the formation of the image during this exam. For this, we use investigative situations, problematizations, simulations, experiments, texts and videos during the scheduled classes. In this sense, we seek to work with investigative activities, giving the opportunity for students to act in a reflective and active way in each proposed situation, enabling discussion during classes, in order to expand their knowledge about science. After the didactic intervention, we realized that the educational product generated from this work aroused the students' curiosity during the developed classes and that bringing content that is related to technological equipment can fill the gap caused by expository classes and based on problem solving without many meanings for students. O trabalho aqui apresentado nasceu da necessidade, enquanto professora de Física, de inovar os métodos de ensino utilizados em sala de aula, buscando despertar o interesse dos alunos através de aulas de caráter investigativo com enfoque em tecnologia. Diante disso, apresentamos uma proposta direcionada para professores de Física do Ensino Médio, com a perspectiva de trabalhar o conteúdo de ondas sonoras a partir da aplicação na ultrassonografia. Temos como objetivo fazer com que os estudantes venham a compreender os fenômenos e conceitos físicos envolvidos na formação da imagem durante a realização desse exame. Para isso, utilizamos situações investigativas, problematizações, simulações, experimentações, textos e vídeos durante as aulas programadas. Neste sentido, procuramos trabalhar com a investigatigação, dando oportunidade para que os estudantes possam atuar de forma reflexiva e ativa em cada situação proposta, possibilitando discussão durante as aulas, de modo a ampliar seu conhecimento sobre ciências. Após a intervenção didática, percebemos que o produto educacional gerado a partir deste trabalho despertou a curiosidade dos estudantes durante as aulas desenvolvidas e que trazer conteúdos que estão relacionados a equipamentos tecnológicos pode vir a suprir a lacuna causada por aulas expositivas e baseadas em resolução de problemas sem muitos significados para os estudantes.

A crescente demanda por sensoriamento remoto para previsões meteorológicas, amplificadores de telecomunicações e monitoramento de voos longos tem gerado demanda por fontes alternativas de energia. Consequentemente, isso leva a uma micro fonte de auto-alimentação no local, para evitar a substituição desnecessária de baterias e a transmissão da linha de energia. Uma fonte comum de energia é o vento ou as ondas que são colhidas usando transdutores de vibração, agindo assim em geradores e sensores. Nesta dissertação, uma estrutura de estrutura de portal com material piezoelétrico usando ondas como fonte de energia vibratória. Primeiro, foi feita uma caracterização dinâmica inicial para excitação senoidal e pulsante. Segundo, uma análise de sensibilidade paramétrica foi realizada e um processo de otimização foi realizado usando o Particle Swarm Optimization (PSO). Terceiro, para melhorar ainda mais o desempenho do controlador da Equação de Riccati Dependente do Estado (SDRE), foi usada para variar a carga externa. Os resultados mostram que o PSO não escolheu o mesmo parâmetro presente na literatura com um pequeno ganho (0,5%) em desempenho. No entanto, o controlador SDRE mostrou um aumento de 0.59 para 3 em um periodo de 200 . The growing demand for remote sensing for weather forecasts, telecommunication amplifiers, and monitoring long flights, has been generating demand for alternative power sources. Consequently, this leads to a micro self-power source on site, to avoid unnecessary batteries replacement and power line transmission. A common source of energy is wind or waves that are harvested using vibration transducer, thus actuating as generators and sensors. In this dissertation, a portal frame structure with piezoelectric material using waves as a source of vibration energy. First, an initial dynamic characterization was made for sine and beating excitation. Second, a parametric sensibility analysis was made and an optimization process was carried out using Particle Swarm Optimization (PSO). Third, to further improve the performance the State-Dependent Riccati Equation (SDRE) controller was used varying the external load. The results shows that the PSO did not choose the same parameter as present on the literature with an small gain (.5%) in performance. However, the SDRE controller shown an increase of 0.59 to 3 in a period of 200 .

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2021-10-05T19:41:20Z No. of bitstreams: 1 PDF - Maxwell Aires da Silva.pdf: 6303136 bytes, checksum: 9e8bce6005748b97ea250c0c9181e06f (MD5) Approved for entry into archive by Rosalvo Andrade (rosalvo_andrade@servidor.uepb.edu.br) on 2021-11-18T23:32:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Maxwell Aires da Silva.pdf: 6303136 bytes, checksum: 9e8bce6005748b97ea250c0c9181e06f (MD5) Made available in DSpace on 2021-12-13T14:22:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Maxwell Aires da Silva.pdf: 6303136 bytes, checksum: 9e8bce6005748b97ea250c0c9181e06f (MD5) Previous issue date: 2019-12-16 In this work was have presented how the process by which our auditory system interprets sounds works, this process is called Auditory Transduction. The main objective of this research is to present, from a biological and mathematical point of view, the functioning of the our hearing aids, from the moment we receive the sound waves coming from the external environment, until the moment it is transformed into electrical pulses they are sent to the brain making us recognize the sounds around us To achieve this goal, tools from Linear Algebra and Real Analysis were used, such as: Vector Spaces munided with an internal product; approximation for Least squares and the Fourier series, which adequately describe how sound waves behave in the medium by which they propagate. Neste trabalho foi apresentado como funciona o processo pelo qual nosso sistema auditivo interpreta sons, esse processo é chamado de Transdução Auditiva. Constitui-se como objetivo principal desta pesquisa apresentar do ponto de vista biológico e matemático, o funcionamento do nosso aparelho auditivo, desde o momento em que recebemos as ondas sonoras provenientes do meio externo, até o momento em que esta é transformada em pulsos elétricos que são enviados ao cérebro fazendo-nos reconhecer os sons à nossa volta. Para que tal objetivo fosse cumprido, foram utilizadas ferramentas provenientes da Álgebra Linear e da Análise Real, tais como: espaços vetoriais munidos de um produto interno; Aproximação por mínimos quadrados e as Séries de Fourier, as quais descrevem adequadamente como as ondas sonoras se comportam nos meios pelos quais se propagam.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2021-10-05T19:15:45Z No. of bitstreams: 2 PDF - Carla Valéria Ferreira Tavares.pdf: 2263034 bytes, checksum: bbedf6f227930c64b9f0e9ab4a9d2734 (MD5) Produto - Carla Valéria Ferreira Tavares.pdf: 843896 bytes, checksum: 6a371cb71201de1b227abfc8799524a2 (MD5) Approved for entry into archive by Rosalvo Andrade (rosalvo_andrade@servidor.uepb.edu.br) on 2021-11-10T22:28:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 PDF - Carla Valéria Ferreira Tavares.pdf: 2263034 bytes, checksum: bbedf6f227930c64b9f0e9ab4a9d2734 (MD5) Produto - Carla Valéria Ferreira Tavares.pdf: 843896 bytes, checksum: 6a371cb71201de1b227abfc8799524a2 (MD5) Made available in DSpace on 2021-11-18T11:23:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 PDF - Carla Valéria Ferreira Tavares.pdf: 2263034 bytes, checksum: bbedf6f227930c64b9f0e9ab4a9d2734 (MD5) Produto - Carla Valéria Ferreira Tavares.pdf: 843896 bytes, checksum: 6a371cb71201de1b227abfc8799524a2 (MD5) Previous issue date: 2019-04-26 Teaching-learning is a process that has always been present, whether directly or indirectly in relationships between humans. The good development of this relationship will depend on a good dialogue and the use of didactic resources by the teacher. Innovative activities and the use of experiments as a teaching strategy have been defended in the teaching of Physics for some decades, mainly as a possibility to arouse the curiosity and the consequent interest of the student. This research aimed to analyze the possibilities and limitations of investigative experimental activities in the understanding of sound phenomena, sound waves and physical properties of sound. The interventions were carried out in a high school classroom in the public network of the State of Pernambuco and organized according to Vygotsky's assumptions based on the idea that the human being is constituted as such, when it relates to the others and that this development is produced by the process of internalization of social interaction. This was a qualitative research that used different techniques of information and data collection: participant observation, interview, and questionnaires. As a product of this experience, a didactic material was elaborated that could serve as a parameter for teachers and students of basic education in new learning experiences. O Ensino-aprendizagem é um processo que sempre esteve presente, seja de forma direta ou indireta nos relacionamentos entre os humanos. O bom desenvolvimento desta relação dependerá de um bom diálogo e do uso de recursos didáticos por parte do professor. As atividades inovadoras e o uso de experimentos enquanto estratégia de ensino tem sido defendida no ensino da Física há algumas décadas, sobretudo como possibilidade de despertar a curiosidade e o consequente interesse do estudante. Nesta pesquisa objetivou-se analisar as possibilidades e limitações das atividades experimentais investigativas na compreensão de fenômenos sonoros, ondas sonoras e propriedades físicas do som. As intervenções foram realizadas numa turma do Ensino Médio na rede pública do Estado da Pernambuco e organizadas de acordo com pressupostos de Vygotsky que toma como base, a ideia de que o ser humano constitui-se enquanto tal, quando se relaciona com os demais e que este desenvolvimento é produzido pelo processo de internalização da interação social. Esta foi uma pesquisa de natureza qualitativa queutilizou diferentes técnicas de coleta de informação e dados: observação participante, entrevista, e questionários. Como produto da referida experiência foi elaborada um material didático que poderá servir de parâmetro para professores e estudantes da educação básica em novas experiências de aprendizagem.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2019-03-20T12:29:04Z No. of bitstreams: 1 PDF - Karla Cristina Avelino.pdf: 31443180 bytes, checksum: 19add7d9dcdcfbe52d1fff8fd5411c2c (MD5) Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2019-03-21T19:26:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 PDF - Karla Cristina Avelino.pdf: 31443180 bytes, checksum: 19add7d9dcdcfbe52d1fff8fd5411c2c (MD5) Made available in DSpace on 2019-03-21T19:26:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Karla Cristina Avelino.pdf: 31443180 bytes, checksum: 19add7d9dcdcfbe52d1fff8fd5411c2c (MD5) Previous issue date: 2017-10-09 In this work, some activities were developed, aimed at experimentation in the context of the Sequences of Teaching by Investigation, being carried out with a high school class of a state public school located in the city of Areia-PB. Experimentation is an important teaching methodology within the area of the natural sciences, since many of the concepts of this area can be constructed through experimental activities. In this context, our main objective was to verify the potential of using experimental activities with a research approach, as a strategy for the construction of concepts of physics, more specifically concepts related to sound waves. The evaluation of the proposal was made through the observation and monitoring of the students during classes using situations of experimental problems and investigative approach, occurred from the analysis of two moments: the first one, related to the observations during the interventions and was constructed from the material produced during the use of the proposal, where it was the field diary, to facilitate subsequent analyzes. The second one was based on an evaluative questionnaire, with which we wanted to understand the students' opinion about the intervention and the activities and methodology used. In this way, we intend to provide the high school Physics teacher with a didactic sequence that promotes the use of experimental problem situations in investigative activities as a facilitator element for the construction of Physics concepts. Nesse trabalho foram desenvolvidas algumas atividades voltadas à experimentação no contexto das Sequências de Ensino por Investigação sendo estas realizadas com uma turma do Ensino Médio de uma escola pública estadual localizada na cidade de Areia-PB. A experimentação é uma importante metodologia de ensino dentro da área das ciências da natureza, pois muitos dos conceitos dessa área podem ser construídos através de atividades experimentais. Nesse contexto nosso trabalho teve como objetivo principal verificar as potencialidades de utilizar as atividades experimentais com uma abordagem investigativa, como estratégia para construção de conceitos de Física, mais especificamente conceitos relacionados às ondas sonoras. A avaliação da proposta foi realizada através da observação e acompanhamento dos estudantes durante as aulas usando situações de problemas experimentais e abordagem investigativa, ocorreu a partir da análise de dois momentos: o primeiro, relativo às observações durante as intervenções e foi construído a partir do material produzido durante a utilização da proposta, onde foi o diário de campo, para facilitar as análises posteriores. O segundo a partir de um questionário avaliativo, com o qual pretendíamos entender qual a opinião dos estudantes acerca da intervenção vivenciada e das atividades e metodologia utilizadas. Dessa maneira, pretendermos fornecer ao professor de Física do Ensino Médio, uma sequência didática que possa promover a utilização de situações problema experimentais em atividades investigativas como elemento facilitador para a construção de conceitos de Física.

O presente trabalho consiste em uma pesquisa em ensino de física, mais específicamente em ensino de acústica. Foi aplicada uma sequência didática em uma turma de primeiro ano do ensino médio, contextualizando os conceitos de acústica na audição de música e na vivência com a poluição sonora e utilizando como marco teórico a teoria da aprendizagem significativa desenvolvida por Ausubel. O objetivo foi aplicar a sequência didática para obter dados relativos à aprendizagem dos conceitos, analisando se foram, ou não, facilitadores significativos. Utilizou-se a gravação de áudio das aulas e um questionário, aplicado no início e no fim da sequência, para que se possa analisar o antes e depois, além do diário de campo, registrado pelo autor. A sequência foi composta por seis aulas de quarenta e cinco minútos. A análise dos dados obtidos aponta para uma facilitação da aprendizagem significativa de Acústica. Entretanto, seria importante dar continuidade à aplicação dos instrumentos de coleta de dados a um público mais numeroso e com perfis de turmas mais diversificados, para que os resultados propiciem resultados mais conclusivos e abrangentes. The present work consists of a research in physics teaching, more specifically in acoustic teaching. A didactic sequence was applied in a first year high school class, contextualizing the concepts of acoustics in listening to music and living with noise pollution and using as theoretical framework the theory of meaningful learning developed by Ausubel. The objective was to apply the didactic sequence to obtain data regarding the learning of the concepts, analyzing whether or not they were significant facilitators. The audio recording of the classes and a questionnaire, applied at the beginning and at the end of the sequence, were used to analyze the before and after, besides the field diary, recorded by the author. The sequence consisted of six forty-five minute classes. The analysis of the data points to a facilitation of the significant learning of Acoustics. However, it would be important to continue the application of the data collection instruments to a larger audience and with more diverse class profiles, so that the results can lead to more conclusive and comprehensive results.

This work is about the role of assistive technology on conceptual understanding and social integration of deaf students. The authors present two versions (mechanical and electronic) of a didactic experiment, developed by them, to teach sound waves for deaf students. A brief history of education for deaf from antiquity, followed by a theoretical discussion about the physics of voice, is made. Two versions of the experiment with their technical details and the process of preparing, as well as a theoretical discussion about the prospect for didactic use of this experiment, guided by a vigotskian conception are presented. Finally, the authors make considerations on the potential use of this experiment aiming the inclusion of deaf students. Este trabalho se insere na temática sobre o papel das Tecnologias Assistivas na compreensão conceitual e na promoção da inserção social de estudantes surdos. São apresentadas duas versões (mecânica e eletrônica) de um experimento didático desenvolvido pelos autores para o ensino de ondas sonoras, voltado primordialmente para estudantes surdos do Ensino Médio. Inicialmente, é feito um breve histórico da educação para surdos desde a antiguidade, seguida de uma discussão teórica sobre a física da voz. Na sequência, são apresentadas as duas versões do experimento com seus detalhes técnicos e o processo de elaboração dos mesmos, bem como, uma discussão teórica acerca de uma perspectiva para uso didático destes experimentos, orientado por uma visão vigotskiana. Ao final, são feitas considerações acerca do potencial uso didático do experimento visando a inclusão dos alunos surdos em classes regulares, visto que se trata de experimentos ainda não avaliados em situações reais de sala de aula.

Abordagens de ensino que levam em consideração a Lei 10.639/03 parecem distantes da realidade do professor de física. O objetivo deste trabalho foi a elaboração de um vídeo educativo que vai ao encontro das exigências dessa lei em uma abordagem contextualizada e interdisciplinar, destinado ao ensino de timbre a estudantes do Ensino Médio e eventualmente professores de física em formação. Fez-se necessário evocar a abordagem temática, segundo o movimento CTS (ciência-tecnologia-sociedade) para ensino de ondas e acústica. Iniciamos pela modelagem matemática dos timbres, através da série de Fourier (particularmente, somas de funções seno) de alguns instrumentos musicais usados no samba como violão, cavaquinho, pandeiro, repique de mão e cuíca. Tendo em vista cotizar elementos do conhecimento elaborados no continente africano, optou-se pelo tratamento histórico epistemológico do conceito de função, culminando numa abordagem etnomatemática do estudo dos fractais a partir do trabalho de Eglash (1999) que apresenta modelos de fractais nas comunidades da região da África. Apresentamos dois conjuntos de resultados: um em relação a modelagem matemática dos sinais sonoros ajustados utilizando o pacote MatLab® e outro relativo as respostas a um questionário encaminhadas via google forms® de apreciação, por professores do Ensino Médio em relação ao vídeo. Essas indicam uma necessidade premente de oferta de formação continuada com foco na Lei 10.639/03, na abordagem CTS e em temas transversais. Teaching approaches that take into account the Law 10.639/03 seem to be suitable with reality of High School Physics teachers. In this work, we proposed an educational video that attend requirements of this law in a contextualized and interdisciplinary approach, to teach timbre to High School students and also Physics teachers in training. We adopt the Science, Technology and Society (STS) thematic approach for teaching acoustic and waves. We have started by performing a Fourier series mathematical modelling of the timbres (specially sums of sine functions) of some musical instruments used in Samba, such as acoustic guitar, cavaquinho, tambourine, hand shake and cuíca. In order to valuate essential information, it was performed a historical and epistemological study of the concept of function, culminating in an ethnomathematical approach of fractals based on Eglash (1999). We present two sets of results: one is related to the mathematical modelling of sound signals fitted with MatLab® software and the other one is the answers given by High School teachers to a questionnaire sent by Google Forms after to regard the education video. The data reveal a need for teachers' in service formation focusing on the content of Law 10.639/03, the STS approach and transverse topics. Dissertação (Mestrado)

Submitted by Jorge Silva (jorgelmsilva@ufrrj.br) on 2017-07-28T18:12:15Z No. of bitstreams: 1 2016 - Alecsandro Baltasar Corr?a.pdf: 5030335 bytes, checksum: edc60787122417906b1cdb9b0c067e64 (MD5) Made available in DSpace on 2017-07-28T18:12:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016 - Alecsandro Baltasar Corr?a.pdf: 5030335 bytes, checksum: edc60787122417906b1cdb9b0c067e64 (MD5) Previous issue date: 2016-08-30 CAPES The teaching of mathematics, applied in schools, should approach the daily student routine, seek prior knowledge of it on specific issues, as well as develop new methods for learning is actually performed. The survey was conducted with a group of third year of high school in a private school in the city of Rio de Janeiro. Based on the concepts of mathematical modeling, Meaningful Learning and Theory of Multiple Intelligences, and having as a methodological resource educational software GEOGEBRA and two downloaded adapted software PLAY STORE application, seek the objective of this work is to develop a proposed activity that relates the concept of wave sound, physics, with function graph of the sine, mathematics. O ensino da Matem?tica, aplicado nas escolas, deve aproximar-se do cotidiano di?rio do aluno, buscar o conhecimento pr?vio dele sobre determinados assuntos, assim como desenvolver novos m?todos para que a aprendizagem seja realmente realizada. A pesquisa foi realizada com uma turma do terceiro ano do Ensino M?dio de uma escola particular do munic?pio do Rio de Janeiro. Baseado nos conceitos de Modelagem Matem?tica, Aprendizagem Significativa e Teoria das M?ltiplas Intelig?ncias, e tendo como recurso metodol?gico o software educacional GEOGEBRA e dois softwares adaptados baixados do aplicativo PLAY STORE, buscamos como objetivo deste trabalho desenvolver uma proposta de atividade que relaciona o conceito de onda sonora, da F?sica, com os de gr?fico da fun??o seno, da Matem?tica.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq This work presents a study of the spectral dynamics characteristics of audio signals. More specifically, we aim at detecting regularities that can be modeled in typical domestic sounds, in order to classify them. Our starting point is the work of Sehili et al. [2], in which a household sounds classification system based on GMM is proposed. The Sehili system is reproduced in this work as a baseline system. Following the same protocol of experiments, a 73 % recognition rate is achieved. Afterwards, three sets of experiments are performed, arranged so that each new approach incorporates a new technique to highlight a different aspect of the spectral dynamics. The first technique is the insertion of the discrete gradient information of feature vectors, a strategy aimed at a local spectral dynamic analysis, and resultes in a perceptible increase in recognition rate. The next experiment is conducted with a HMM based classifier, in which the spectral dynamic should be encoded in state transition probability matrices. The tests with the HMM do not result in improved recognition rates. The last experiment is based on a features extraction method, proposed by the author, called Patterns of Energy Envelope per Band (PEEB). The PEEB is an extractor that highlight the signal spectral dynamics inside narrow bands. In domestic sounds recognition tests, the classification system based on a combination of PEEB, MFCC and GMM strategies resulted in a significant improvement over all other systems tested. We conclude, based on our results, that the spectral dynamics of the studied dataset plays an important role in the classification task. However, the approaches for spectral dynamic information extraction, studied in this work, are not definitive, for it is clear that they can be further developed. For example, in the case of PEEB, the recognition rate is strongly dependent on the sound class, suggesting more elaborate forms of fusion of PEEB and MFCC features for each class. Este trabalho é um estudo da característica da dinâmica espectral em sinais sonoros, com vistas a encontrar as regularidades que podem ser modeladas em sons tipicamente domésticos, com o objetivo de classificá-los. O ponto de partida é o trabalho de Sehili et al. [1], no qual é proposto um sistema de classificação de sons domésticos baseado em GMM. O sistema de Sehili é reproduzido neste trabalho como marco zero na análise da dinâmica espectral, seguindo o mesmo roteiro dos experimentos. A partir daí, três conjuntos de experimentos são realizados, organizados de forma que, a cada novo experimento, uma técnica – que destaca um aspecto diferente da dinâmica espectral – seja incorporada. A primeira técnica analisada é a inserção da informação de gradiente discreto dos vetores de características, estratégia que representa uma análise de dinâmica espectral local e que resulta num aumento perceptível na taxa de classificação. O próximo experimento é realizado com um classificador baseado em HMM, no qual a informação de dinâmica espectral deve ser codificada na matriz de probabilidades de transição de estados do modelo. Os testes com o HMM não resultam em melhora na taxa de reconhecimento das classes de sons. O último experimento é baseado num extrator de características proposto pelo autor, chamado de Padrões de Envelopes de Energia por Banda (PEEB). O PEEB é um extrator que destaca os padrões de evolução espectro-temporais do sinais. Nos testes de reconhecimento de sons domésticos, o sistema de classificação baseado numa combinação das estratégias PEEB, MFCC e GMM resultam numa melhora significativa em relação a todos os outros sistemas testados. Conclui-se, com base nos resultados, que a dinâmica espectral dos sinais da base estudada é relevante à tarefa de classificação. No entanto, as maneiras de extração da informação de dinâmica espectral estudadas neste trabalho não são definitivas, pois ainda há muito espaço para desenvolvê-las. Por exemplo, no caso do PEEB, nota-se que a taxa de classificação fortemente é dependente da classe sonora, sugerindo formas mais elaboradas de fusão das características PEEB e MFCC para cada classe.

Orientadora: Profª Drª Paula Rogeria Lima Couto Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Matemática em Rede Nacional. Defesa : Curitiba, 26/02/2016 Inclui referências: p. 72-77 Resumo: O presente trabalho tem como objetivo modelar matematicamente e computacionalmente alguns efeitos sonoros a partir de um som gravado digitalmente, quantificando-o em valores numéricos e transformando esses valores através de funções matemáticas que alterarão o som original. Dentre os efeitos que serão modelados têm-se: a variação de volume sonoro; o envelopamento dinâmico; delays, reverberações e ecos; variação da frequência de um som harmônico associado a uma nota musical; reconstrução sintetizada de um sinal e composição de sons harmônicos. Utiliza-se para tanto implementações computacionais de modelos temporais a partir do processamento digital do sinal sonoro. Este trabalho tem também como objetivo compreender o fenômeno sonoro, relacionando esse fenômeno com a percepção que temos do mesmo, como ele é gerado, como se propaga e como é captado. Estuda-se para isso os diversos parâmetros que permeiam esse fenômeno e como ocorre o processamento digital do sinal sonoro. Como resultado são apresentados vários algoritmos desenvolvidos no Scilab, que exploram uma matemática básica e que representam na prática um sintetizador de áudio. Palavras-chave: Modelagem matemática, ondas sonoras, sintetizador de áudio. . Palavras-chave: Modelagem matemática, ondas sonoras, sintetizador de áudio. Abstract: The following work aims to model mathematically and computationally some effects sounds from a digital recorded sound, quantifying it in numerical values and transforming these through mathematical functions that will change the original sound. Among the effects that will be modeled, there is: a sound volume variation; dynamic envelopment; delays, reverberations and echoes; frequency variation an harmonic sound associated with a musical note; synthesized reconstruction of a signal and composition of harmonic sounds. It is used for this computational implementations of temporal models from processing signal sound. This work also aims to understand the phenomenon of sound, relating this phenomenon to the perception that we have for it, how it is generated, how it propagates and how it is captured. For this study, there is a parameter that permeates this phenomenon, and how the digital processing signal occurs. As results, several algorithms developed are showed in the Scilab, which explore a basic math and which represent audio synthesis. Keywords: Mathematical modeling, sound waves, audio synthesizer.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015. Recentes avanços no cenário marítimo brasileiro - como a descoberta e exploração do pré-sal e a construção do primeiro submarino nuclear nacional - criaram uma demanda para novas tecnologias nacionais para o mapeamento e monitoramento de ambientes subaquáticos. Esta, no entanto, é uma tarefa custosa, devido principalmente à dificuldade de acesso a esse meio e à grande atenuação de ondas eletromagnéticas (como a luz) na água. As ondas sonoras, por outro lado, mostram-se uma ferramenta apropriada para cumprir esse objetivo. Este trabalho tem como objetivo o estudo de técnicas de processamento de sinais para sonares ativos de mapeamento do substrato. Estão inclusos no escopo deste trabalho: desenvolvimento de um modelo de simulação da propagação sonora em ambiente marinho; desenvolvimento de ferramentas para auxiliar o projeto de dispositivos de sonar; geração de perfis de fundo utilizando sonares de feixe único; geração de mosaicos utilizando sonares de múltiplos feixes; filtragem dedados; e processamento de imagens. Os algoritmos desenvolvidos foram validados através de dados simulados e se mostraram robustos ao recuperar informações de entrada dos modelos. Além disso, uma cuidadosa revisão e definição dos principais conceitos utilizados nessa área de estudos foram feitas, com objetivo de servir de base de dados para trabalhos futuros. Ao final, são ressaltados os principais resultados obtidos e são discutidas formas de utilização dos algoritmos em outros trabalhos, citando algumas ideias para trabalhos futuros. Abstract : The recent progress in the brazilian naval scene - like the discovery and exploitation of the subsalt oil and the building of the first national nuclear submarine - created a demand for new national technologies for monitoring and mapping the underwater environment. However, this is an arduous task due mainly to the difficulty of access to this medium and to the great attenuation of the electromagnetic waves (like the light) in the water. Sound waves, on the other hand, show themselvesa suitable tool to accomplish this goal. The objective of this dissertation is the study of signal processing techniques for active sonars designed for seafloor mapping. The topics of study are: development of an acoustic propagation simulation model for underwater environment; development of tools to assist the designof sonar devices; obtainment of sea floor profiles using single beam sonar; obtainment of sea floor mosaics using multibeam sonar; data filtering; and image processing. Developed algorithms were validated using simulated data and proved to be robustin recovering the incoming information of models. Moreover, acareful review and definition of the main concepts used in this fieldof research was made in order to serve as background information for future works. In the conclusions the main results obtained are highlighted and the means of use the developed algorithms in other works are discussed, mentioning some ideas for future work.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013 Em voo o nível de pressão sonora poder ser tão intenso a ponto de causar fadiga aos tripulantes, falhas de comunicação e desconforto aos passageiros. Os fabricantes de aviões estão cada vez mais preocupados com o nível de ruído gerado por seus equipamentos. Geralmente, as principais fontes de ruído em aviões são: ruído e vibração dos motores, camada limite turbulenta (TBL) e sistemas internos dos aviões (ar condicionado, pressurização...). Considerando essas excitações, alguns estudos foram realizados para caracterizar a resposta vibroacústica da fuselagem. Quando se reduz o nível de ruído gerado pelos principais mecanismos outras fontes, até então menos importantes podem ser ouvidas, como por exemplo, o sistema hidráulico. Os níveis de ruído e vibração gerados por sistemas hidráulicos tem recebido pouca atenção da comunidade acadêmica. Na verdade, as pesquisas mais interessantes estudaram a resposta vibroacústica desses sistemas do ponto de vista de aplicação industrial. Além disso, quando estudado, o sistema hidráulico foi investigado isoladamente de outras estruturas. Medições em voo mostraram níveis de pressão sonora acima do ruído de fundo para algumas frequências específicas. Os picos correspondem à frequência de bombeamento e a primeira harmônica. Resultantes do mecanismo de bombeamento da bomba hidráulica produzem uma pertubação periódica no escoamento do fluido. Nessa tese, um mecanismo de geração e propagação de ruído em sistemas hidráulicos é proposto. Assume-se que flutuações de pressão no fluido produzem ondas de flexão na tubulação que transmite energia vibratória para a estrutura. Esse comportamento é modelado considerando uma tubulação com fluido fixada em uma estrutura através de um isolador de vibrações. A propagação da onda na tubulação é baseada na teoria de Euller-Bernoulli. O isolador de vibrações é primeiro modelado como um sistema mola/amortecedor e depois como uma viga. Diferentes configurações de placas são analisadas, representadas por uma impedância mecânica. Resultados de força transmitida, energia refletida e transferida são analisados.

In digital mobile communication systems, in which signals are transmitted via radio, multipath distortions manifest themselves as a linear intersymbol interference, ISI, because of multiple copies of the same signal arriving at the receiver with different time delays. To combat the effects of ISI, one of the tools used is Orthogonal Frequency-Division Multiplexing, OFDM. OFDM is a modulation technique that employs simultaneously several subcarriers which have been successfully used in both wired communication systems and in radio transmission systems. It has been especially used in the transmission of signals in digital mobile systems with high data rates through a communication channel with multipath, noisy, with severe frequency selective fading, because as one of the most important characteristics of this technique is to have great resistance to ISI and ICI, even in adverse conditions. The objective of this work is to present a comparative study of the behavior of digital communication systems operating with single carrier and multicarrier OFDM in Rayleigh channel, particularly considering the achievements of Doppler shift and multipath. The study is based on simulation, from the perspective of performance, through analysis of bit error rate curves, BER versus Eb=N0. Em sistemas de comunicação digitais móveis, nos quais sinais são transmitidos via rádio, multipercursos provocam distorções lineares que se manifestam como interferência intersimbólica, ISI (do inglês intersymbol interference), em razão de múltiplas cópias de um mesmo sinal chegarem ao receptor com diferentes atrasos temporais. Para combater os efeitos da ISI, uma das ferramentas utilizadas é a multiplexação por divisão em frequências ortogonais, OFDM (do inglês orthogonal frequency division multiplexing). OFDM é uma técnica de modulação de sinais digitais que emprega simultaneamente diversas subportadoras, atualmente usada com grande sucesso tanto em sistemas de comunicação com fio, quanto em sistemas de transmissão via rádio. Ela tem sido especialmente utilizada na transmissão de sinais em sistemas digitais móveis, com altas taxas de dados, através de canal de comunicação com multipercursos, ruidoso, com severo desvanecimento seletivo em frequências, pois uma das mais importantes características desta técnica é ter grande robustez à ISI e a interferências interportadoras, ICI (do inglês Intercarrier Interference), mesmo em condições adversas. Objetiva-se com este trabalho apresentar um estudo comparativo, baseado em simulação, sob a ótica de desempenho, entre sistemas de comunicação digital operando com monoportadora e com multiportadoras/OFDM, mediante análise de curvas de taxa de erro de bits, BER (do inglês bit error ratio) versus Eb/N0. Nesse estudo serão considerados especialmente efeitos de deslocamento Doppler e de multipercursos empregando modelo de Rayleigh para o canal.

O presente trabalho pretende, através de uma abordagem didática, resgatar a íntima ligação entre processos de propagação de ondas no plasma estelar e aquecimento coronal. Using a pedagogical approach, this work aims at rescuing the intimate connection between the processes of wave propagation in plasma and the stellar coronal heating.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2013. Os recentes algoritmos de Separação Cega de Fontes, do inglês Blind Source Separation (BSS), têm mostrado ser efetivos ao gerar em suas saídas Relações Sinal Interferência, do inglês Signal to Interference Ratio (SIR), consideravelmente altas. Porém, este tipo de algoritmo possui alguns desafios. A SIR decai claramente para ângulos de chegada oblíquos a um arranjo de microfones ou quando as fontes estão próximas umas das outras. Este trabalho tenta descobrir o que acontece nestes casos críticos, bem como busca por soluções. As tentativas para a melhoria da qualidade da separação é feita por meio da utilização de informações sobre o posicionamento das fontes do ambiente acústico, mais especificamente, a direção de chegada dos sinais sonoros, e por uma etapa inicial de decorrelação dos sinais de entrada. Além dos problema do decaimento da qualidade da separação em posições não favoráveis para sinais de voz, também a separação de sons silvestres é uma área ainda pouco estudada. Este trabalho também se utiliza de uma ferramenta avançada de separação de sinais sonoros, o TRINICON, para efetuar a separação de cantos de aves. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACT The earliest Blind Source Separation (BSS) algorithms have shown to be effective by generating at their outputs considerably high Signal to Interference Ratio (SIR). Though, this type of algorithm has some challenges. The SIR clearly decreases for too low or too high angles of arrival of the impinging waves on a sensor array or when the sources are too close together. This work tries to figure out what occurs in these critical cases and to find solutions as well. The attempts to increase the quality of the separation is made by the insertion of information about the position of the sources, more specifically, the direction of arrival of the source signals, and by a initial step of decorrelation of the input signals. Moreover, besides the problem of the decrease of separation quality at non favorable positions of the sources, separation of wild sounds was also not yet given much attention. This work also uses an advanced technique of sound separation, the TRINICON, in order to perform the separation of bird songs.

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Comunicações, Esta dissertação tem como objetivo descrever todo o trabalho de pesquisa realizado para a implementação de um modem acústico subaquático de alto débito e baixo consumo. O ambiente subaquático é considerado um meio instável para as comunicações, devido a inúmeros fatores que afetam a propagação das ondas acústicas. Assim, inicialmente, foi necessário realizar um levantamento, a fim de entender como estes fatores podem afetar a comunicação em ambientes subaquáticos, e posteriormente, efetuar um estudo sobre técnicas de modulações digitais usadas neste tipo de sistemas. De seguida, elaborou-se uma pesquisa dos modems acústicos subaquáticos existentes tendo em atenção as suas características e finalidades. Depois de realizar uma pesquisa aprofundada sobre este assunto, foi desenvolvido um modem acústico subaquático recorrendo a vários componentes de Hardware e Software de forma a atingir os objetivos propostos. Inicialmente foi desenvolvido um modem acústico subaquático usando a ferramenta MatLab/Simulink com blocos específicos do Xilinx, para simular e permitir uma análise teórica sobre o seu comportamento. De modo a verificar o funcionamento do modem acústico subaquático foram realizados testes práticos numa piscina com 11 m (metros) de comprimento, 3 m de largura dianteira, 6 m de largura traseira e 1,5 m de profundidade. Com os transdutores, emissor e recetor colocados a 6 m de distância um do outro, foi possível verificar uma taxa de transmissão de 1 Mbps, usando apenas 1.4 W de consumo de energia, atingindo uma taxa de erro de bit (BER) de 3×10-3., This dissertation aims to describe all the study conducted to the implementation of an underwater acoustic modem of high data rate and low consumption. The underwater environment is highly unstable for the communication systems due to numerous factors affecting the acoustic wave’s propagation such as: high attenuation for long distances, low velocity of sound, existence of big diversity of noise, multipath phenomenon and the Doppler Effect. These characteristics imply an extreme difficulty to establish any kind of underwater communication. Therefore, initially, it was necessary to make an exhaustive survey of all researches in this area, in order to understand how these features can affect communication in underwater environment, and posteriorly, elaborate a study about digital modulations technics used in this kind of systems. Then, a research about all the existent acoustic modems was accomplished, taking attention to theirs features and purposes. After an intense research about this matter, it was developed an underwater acoustic modem appealing to several Hardware and Software components, so that it can achieve all the purpose objectives. The first modem created was made using the MatLab/Simulink tool, with specific Xilinx blocks to simulate and allow a theoretical analysis about its behavior. In order to verify the underwater acoustic modem operation, tests were performed in a pool with 11 m length, 3 m wide front, 6 m wide back and 1,5 to 1,8 m depth. With transducers emitter and receiver, placed in a distance 6 m far from one another, it was possible to verify a Data Rate of 1 Mbps, only using 1.4 W of power consumption, reaching a Bit Error Rate (BER) of 3×10-3.

Orientadores: Hugo Enrique Hernandez Figueroa, Adriano Mesquita Alencar Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação Resumo: No tratamento da Lesão Pulmonar Aguda (LPA) o uso da ventilação mecânica é indispensável, nela ocorre o aumento da elastância pulmonar levando assim ao uso de pressões mais elevadas para que ocorra a ventilação. Nas últimas três décadas tornou-se evidente que a utilização de altas pressões na ventilação mecânica pode aumentar ou iniciar uma lesão pulmonar, denominada Lesão Pulmonar Associada à Ventilação Mecânica, mais conhecida pela sigla VILI do inglês Ventilation Induced Lung Injury. O objetivo deste estudo é utilizar ondas sonoras para a reabertura de vias aéreas colapsadas, evitando-se assim o uso de altas pressões. Para isso foram desenvolvidos três modelos experimentais inéditos utilizando uma configuração (setup), projetada para insuflar animais de pequeno porte (roedores), no intuito de obter medidas de mecânica pulmonar que demonstrem por meio de curvas pressão volume os momentos do recrutamento alveolar. O primeiro avaliou a influência da parede torácica sobre o sistema respiratório por meio de medidas da mecânica ventilatória. No segundo modelo desenvolveu-se uma LPA induzida pelo herbicida Paraquat, no qual se evidenciou o colapso das vias aéreas, e o comportamento das curvas pressão-volume (P-V) obtidas foi corroborado com o descrito na literatura. E o terceiro modelo analisou o comportamento de curvas P-V após a aplicação de ondas sonoras em vias aéreas previamente colapsadas, a fim de verificar a ocorrência de recrutamento alveolar pela presença do som. Os resultados mostraram-se promissores para a continuidade de novos testes Abstract: In the treatment of Acute Lung Injury (ALI) the use of the mechanical ventilation is mandatory; here the increase of pulmonary elastance occurs forcing the use of higher pressures to favor ventilation. In the last three decades it became evident that the use of high pressures in the mechanical ventilation may increase or start a pulmonary injury, so-called Ventilation Induced Lung Injury (VILI). The objective of this study is to use sound waves to promote the aperture of the collapsed airways, avoiding this way the use of high pressures. Three experimental models to be used with a setup designed to insufflate small animals (rodents), have been developed to obtain pulmonary mechanical measurements able to demonstrate through pressure volume (P-V) curves the alveolar recruitment moments. The first one evaluated the influence of the thoracic wall over the respiratory system by means of ventilatory mechanical measurements. In the second model an induced ALI using the herbicide Paraquat was developed, here the airway collapse was demonstrated and the behavior of the obtained pressure-volume curves were corroborated with the one described in the literature. The third model analyzed the behavior of P-V curves following the application of sound waves to previously collapsed airways, with the purpose to verify the occurrence or alveolar recruitment due to the presence of sound. The three models proved to be promising to the continuity of new tests Doutorado Telecomunicações e Telemática Doutora em Engenharia Elétrica

CAPES Este trabalho descreve a caracterização de ondas acústicas flexurais que se propagam em fibras de cristal fotônico, nas quais estão gravadas Redes de Bragg, e que são excitadas com auxílio de um modulador acusto-óptico. Para sua medida foi desenvolvido um sistema óptico interferométrico, que permitiu a detecção das deflexões mecânicas do transdutor piezoelétrico e da fibra. Medidas da frequência e do período permitiram estimar a velocidade de fase das ondas acústicas flexurais. As ressonâncias do transdutor são verificadas até uma frequência de excitação de 1 MHz. Resultados de medidas realizadas em fibras monomodo convencionais também são apresentados, e as velocidades de fase estimadas são comparadas entre os dois tipos de fibra. This work describes the characterization of flexural acoustic waves propagating in Photonic Crystal Fibers with inscribed Bragg gratings, which are excited by means of an acoustic-optic modulator. An interferometric optical system was developed in order to measure the flexural deformations of the piezoelectric transducer and of the fiber. Measurements of the excitation frequency and period allowed the phase velocity estimation of the flexural acoustic waves. The transducer resonances are checked up to an excitation frequency of 1 MHz. Measured values obtained in standard single mode fibers are also presented and the estimated phase velocities between both types of fibers are compared.

Submitted by Joana Lopes Dias (jdias@ubi.pt) on 2014-10-27T15:33:16Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Actividades elementares sobre som e luz.pdf: 6342217 bytes, checksum: 8970fd9ec6bcb7e681a0e42f911a3e2a (MD5) Made available in DSpace on 2014-10-27T15:33:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Actividades elementares sobre som e luz.pdf: 6342217 bytes, checksum: 8970fd9ec6bcb7e681a0e42f911a3e2a (MD5) Previous issue date: 2011

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Instituto de Física, Instituto de Química, 2010. A observação de que a Física Ondulatória, principalmente a que envolve os instrumentos musicais, é pouco trabalhada no ensino médio público e ainda menos na Educação de Jovens e Adultos nos levou a procurar estratégias a fim de auxiliar na mudança deste quadro. Nesta pesquisa, essencialmente qualitativa, utilizamos o auxílio de aparatos tecnológicos como vídeos interativos, a Internet, softwares, gravadores e produtores de sons, e, sobretudo, instrumentos musicais em sala de aula, na implementação de uma estratégia de ensino, embasada na Teoria dos Campos Conceituais de Gerard Vergnaud e na Teoria da Aprendizagem Significativa de David Ausubel. A partir da intervenção estruturada sobre estes fundamentos e respeitando as características dos alunos Jovens e Adultos e da estrutura escolar que os atende, obtivemos avanço em termos de aprendizagem, ainda que discreto. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT The observation that the Physics of Waves, especially the one involving musical instruments, is not much worked in the public high school and even less in the Education of Young and Adult led us to seek strategies to help change this situation. In this research, mainly qualitative, we used the aid of technological devices such as interactive video, Internet, software, writers and producers of sound and, above all, musical instruments in the classroom to implement the education strategy, based on the Theory of Conceptual Fields of Gerard Vergnaud and Meaningful Learning Theory of David Ausubel. From the structured intervention on these grounds and respecting the characteristics of youth and adult students and the school structure that meets the obtained improvement in terms of learning, yet discreet.

Dissertação (mestrado)-Universidadede Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Egenharia Elétrica, 2010. O presente trabalho trata do estudo de métodos para a estimação da direção de chegada – DOA (Direction of Arrival) – de uma frente de ondas continuamente. São apresentadas diferentes técnicas para a estimação DOA como: DS, CAPON, MUSIC e SRP-PHAT. Para avaliar o desempenho dos métodos de estimação, são realizadas simulações em diferentes cenários. A fim de validar os resultados através de medições, foi construído um hardware específico composto por um arranjo de microfones para captação de ondas sonoras. Desta forma, além de se avaliar as técnicas em termos de acuracidade, também obtém-se uma estimativa preliminar do tempo de processamento. Como principais contribuições pode-se citar a extensão do SRP-PHAT para o acompanhamento em tempo real de fonte sonora em movimento (DOA tracking). Para validar o algoritmo proposto, utiliza-se o hardware construído neste trabalho. São realizados testes com o hardware e software projetados e apresentados os resultados. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT The present work deals with the study of DOA (Direction of Arrival) continuous estimation methods for a sound wavefront. Different techniques for DOA estimation like DS, CAPON, MUSIC, ESPRIT and SRP-PHAT are presented. In order to evaluate the performance of DOA techniques in a real environment, simulations are performed to study the different methods. For validating results trough real measures, a hardware prototype was developed to capture sound waves through a uniform linear array (ULA) of microphones. In a preliminary way, processing time is also taken in account for real-time implementation. As contributions are the implementation of SRP-PHAT algorithm for real-time DOA tracking in a real environment and the development of hardware and software for it. Different scenarios are tested with the hardware/software developed and results are shown.

Orientador: José Roberto de França Arruda Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: Duas abordagens para a simulação do campo sonoro produzido por um arranjo esférico de alto-falantes são apresentadas e comparadas a resultados experimentais. Na primeira, modos estruturais obtidos da analise modal experimental da membrana são usados em simulações vibroacusticas por elementos de contorno no software LMS Virtual.Lab®. Na segunda, adota-se uma solução analítica baseada na expansão dos harmônicos esféricos de um padrão de velocidades sobre uma calota esférica. Os resultados são apresentados em termos de potencia sonora e de padrões de diretividade para o arranjo. No primeiro caso, são observadas as mesmas tendências na faixa de baixa freqüência em todas as curvas analisadas, havendo distorções consideráveis na faixa de alta freqüência para a solução analítica devido ao fato desta não incluir os efeitos dos modos estruturais da membrana. Por outro lado, os padrões de diretividade demonstram um alto grau de similaridade em todos os casos analisados e não são fortemente afetados pelos modos estruturais da membrana. As diferenças observadas nos resultados e as amplificações não realistas nas curvas de potencia sonora das simulações são causadas por três fatores principais: modos de cavidade acústica do arranjo esférico, desconsideração do acoplamento acústico entre os alto-falantes durante seus funcionamentos e utilização de um mesmo conjunto de FRFs para todos os alto-falantes. De uma forma geral, pode-se dizer que a simulação usando o modelo de membrana flexível melhora consideravelmente a previsão da potencia sonora na alta freqüência, o que não pode ser obtido com o modelo analítico comumente usado na analise de arranjos esféricos de alto-falantes Abstract: Two approaches for sound field prediction of a spherical loudspeaker array operation are presented and compared to experimental measurements. In the first, real membrane modes from experimental modal analysis are used as input for BEM vibroacoustic simulations using LMS Virtual.Lab® software. In the second, an analytical solution based on the spherical harmonic expansion of an idealized velocity pattern over the spherical array is used. Results are presented in terms of sound power and directivity patterns, showing that the former has the same trend in all comparisons for the low frequency range, and that the analytical solution cannot be used for the high frequency range since it does not include the effect of the flexible membrane modes. Directivity patterns, however, show a good degree of similarity in all cases, and are not strongly affected by the flexible membrane modes. The differences found in the results and the unrealistic amplifications in the sound power curves from the simulations are caused mainly by three factors: acoustic cavity modes of the array, neglecting the acoustic coupling among loudspeakers for the operating condition and utilization of the same set of FRFs for all loudspeakers in the array. In a general way, it can be said that the flexible membrane modeling improves considerably the prediction of radiated sound power in the high frequency range, which cannot be obtained by the analytical model commonly used in the analysis of spherical loudspeaker arrays Mestrado Mecânica dos Sólidos e Projeto Mecânico Mestre em Engenharia Mecânica

A pesquisa desenvolvida teve por objetivo propor e testar uma metodologia de ensino baseada na utilização de atividades experimentais demonstrativas como forma de contextualizar o ensino de ondas sonoras e contribuir significativamente para o aprendizado. Considerando que a dificuldade para a utilização de atividades experimentais demonstrativas está relacionada à falta de materiais de apoio e orientações que permitam ao professor de ciências, em especial o de Física, utilizar esse tipo de metodologia em suas aulas, elaboramos e construímos dois dispositivos experimentais, com materiais de baixo custo desenvolvendo orientações para sua utilização em atividades demonstrativas dentro da sala de aula, adotando como referencial a teoria de Davi P. Ausubel. Trata-se de um estudo quantitativo – qualitativo. O estudo quantitativo utilizou como instrumento de coleta de dados com pré-teste e pós-teste, aplicados em grupos de controle e experimental, no qual se realizou um estudo estatístico das distribuições amostrais com T de Student. A parte qualitativa buscou analisar as respostas elaboradas pelos estudantes do grupo experimental nos roteiros utilizados e categorias de análise. Os resultados obtidos indicam um ganho significativo a favor do grupo no qual se desenvolveu a atividade experimental demonstrativa. The developed research intended to propose and test a methodology of teaching based on the use of demonstrative experimental activities as a way to contextualize the teaching of sound waves and contribute significantly to the learning of the concepts related to this subject. It has been observed that the main difficulty of using demonstrative experimental activities in school environment is related to the lack of support materials and orientations that allow science teachers, specially Physics teachers, use this kind of methodology in class. Taken into account this remark, we elaborated and constructed, based on the Significative Learning Theory by David P. Ausubel, two experimental dispositives, with cheap materials associated with orientations for their utilization in demonstrative activities in class. Our work made use of a quantitative-qualitative approach. The quantitative part of our study made use of pretests and posttests, applied to control and experimental groups, as instruments of gathering data which were later submitted to a statistical study. The qualitative part intended to analyze the answers elaborated by the experimental group of students and is based in the categorical analysis technique. The obtained results indicate a significative knowledge acquisition in favor of the group which developed demonstrative experimental activity as compared with the control group.

Esta dissertação apresenta os resultados de um projeto de mestrado que teve como objetivo propor e testar uma metodologia de ensino contextualizada para o ensino de ondas sonoras. Trata-se de uma atividade de manipulação de alguns objetos e de observação do próprio corpo no momento em que estão produzindo som. Os alunos foram solicitados a explicar o processo de emissão do som em cada situação proposta. A atividade possibilita a utilização e aplicação dos conceitos físicos sobre ondas e acústica na compreensão do processo de produção do som da voz pelo sistema fonatório. Em nossa pesquisa, analisamos os resultados obtidos fazendo uso de uma metodologia qualitativa. Investigamos nas respostas dadas pelos alunos durante a atividade a ocorrência de modelos explicativos, modelos mentais no sentido de Johnson-Laird, que descrevam a produção do som pelo corpo humano e a evolução destes modelos, em decorrência da realização da atividade. Essa atividade foi elaborada para auxiliar o aluno a construir um modelo explicativo coerente com o modelo consensual (conceitual) para produção do som e da voz. A análise das respostas dos alunos sugere que houve uma evolução no modelo explicativo externado pelos alunos e que a atividade elaborada e contextualizada no corpo humano contribuiu para que a maioria dos alunos investigados reelaborasse um modelo explicativo coerente com o modelo consensual para produção da voz. This dissertation aims to propose and test a methodology for teaching sound waves theory. The methodology is based on objects manipulation and observation of the own body in the moment sound has been produced. Students were asked to explain sound emission process in each given situation. The activity uses the voice production process in order to explore and apply physical concepts of waves and sounds. Hence it can help students better understand physical theory. In this study, the method used to analyze the data was qualitative. We investigated the occurrence of mental models in student’s answers, according to Johnson-Laird, describing sound production by the human body and the evolution of these models. The activities were elaborated in order to help students building an explanatory model consistent with the consensus (conceptual) model for the voice and sound production. The analyses of student’s answers suggest an evolution in the explanatory model declared by them. Furthermore, using the human body in activities contributed to most of the students reelaborate a voice production explanatory model coherent with the voice production consensus model.

Mestrado em Engenharia Electrónica e Telecomunicações Desenvolveu-se um sistema de caracterização do comportamento acústico de uma sala numa determinada área a partir de grelhas de respostas impulsionais. Estas grelhas podem provir de modelos matemáticos ou de medições efectuadas com um sistema automático de posicionamento de microfones. Na medição das respostas impulsionais é utilizado o método de Farina (baseado em chirp logarítmico), reconhecidamente o mais eficiente no que toca à supressão da distorção harmónica. É possível analisar cada grelha de respostas impulsionais nos domínios do tempo e da frequência através da aplicação gráfica FortiusVisualizer, desenvolvida em C++ utilizando a biblioteca VTK (Visualization Toolkit). Esta aplicação permite ainda visualizar de forma análoga qualquer parâmetro acústico derivado das respostas impulsionais. A correcta visualização da propagação de ondas sonoras no domínio do tempo implica a sincronização de todas as respostas impulsionais medidas. Desenvolveu-se para este efeito uma técnica original que permite a obtenção de bons resultados utilizando equipamento áudio convencional. Este sistema pode encontrar utilidade a curto prazo em várias aplicações práticas. A ambição a longo prazo é a detecção automática do posicionamento “óptimo” de microfones em sessões de gravação. ABSTRACT: A system was developed to characterise the acoustic behaviour of a room in selected areas based on impulse response grids. These data can be obtained either from mathematical models or experimental measurements carried out with an automatic microphone positioning system. The impulse response measurements use the Farina method (based on logarithmic chirps), acknowledged as the most efficient in suppressing harmonic distortion. The system allows both time and frequency domain analysis to be carried out on the measured impulse response grids, through a C++ graphical application – FortiusVisualizer – developed using the VTK (Visualization Toolkit) library. Likewise, any acoustical parameter derived from the impulse responses can be visualised with the same application. Correct time-domain visualisation of sound wave propagation requires that the measured impulse responses be synchronised. For this purpose, an original technique was developed which ensures good results with only conventional audio equipment. This system can find practical application in the short term in a number of areas. The long-term aim is automatic optimisation of microphone positioning in recording sessions.

Orientador: Jose Roberto de França Arruda Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica Mestrado

Orientador: Gilberto Medeiros Kremer Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná Resumo: Ao longo deste trabalho tivemos três objetivos: (i) primeiramente determinamos as equações de Burnett em segunda ordem para um gás único relativístico com base na teoria cinética e no método dos momentos de Grad. Fizemos uma análise detalhada para todos os coeficientes da pressão dinâmica, fluxo de calor e do deviante do tensor pressão, expandindo estes coeficientes para os casos de temperaturas altas e baixas respectivamente. A seguir verificamos que os resultados obtidos para todos os coeficientes, no limite não-relativístico, concordam com os resultados obtidos por Wang Chang e Uhlenbeck; (ii) em seguida determinamos novamente as equações de Burnett relativísticas empregando agora o modelo cinético de Anderson e Witting e comparamos os resultados obtidos para os coeficientes de transporte com o método dos momentos de Grad. O modelo cinético de Anderson e Witting e uma boa aproximação para os resultados encontrados pelo método de Grad no caso ultra-relativístico; (iii) e finalmente, como uma aplicação dos resultados encontrados, fizemos uma análise para a propagação de ondas sonoras para os casos de cinco campos e quatorze campos. A seguir fizemos uma análise gráfica para a velocidade de fase e para a absorção das ondas sonoras analisando os limites não-relativístico e ultra-relativístico. Abstract: In the course of this work we have three objectives: (i) firstly we obtained the relativistic second order Burnett equations for a single-component gas on the basis of kinetic theory and Grad’s moment method. We did a detailed analysis of the coefficients of dynamic pressure, heat flux and pressure deviator, making their expansions for the non-relativistic and ultra-relativistic cases. Then we verified that our results agree with Wang Chang and Uhlenbeck’s results, on the non-relativistic limit; (ii) next, we obtained the relativistic second order Burnett equations for a single-component gas on the basis of the kinetic model of Anderson and Witting and we compared the transport coefficients with results obtained by the Grad’s moment method. The kinetic model of Anderson and Witting is a good approximation for the Grad’s moment method in the ultra-relativistic limit. (iii) finally, as an application of our results, we analysed the propagation of sound in the case of five and fourteen fields. Plots of the phase velocity and absorption of sound are given together with their non-relativistic and ultra-relativistic limits.

Orientadores: Martin Tygel, Lucio Tunes dos Santos Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica Resumo: Para descrever o campo de onda refletido de um único refletor (alvo) em um meio elástico anisotrópico não homogêneo existem duas aproximações integrais muito conhecidas. Estas são a integral de Born que integra sobre as perturbações supostamente pequenas em um volume contendo o refletor e a integral de Kirchhoff que integra o campo especularmente refletido ao longo do refletor. Nesta tese, mostramos que outras aproximações integrais podem ser obtidas a partir destas duas. A integral de Born pode ser transformada numa integral de superfície ao longo do refletor que é chamada de integral de Born-Kirchhoff por exibir características das duas integrais clássicas. Um outra aproximação integral se obtem por substituição do coeficiente de reflexão utilizado na aproximação de Kirchhoff por uma versão que deixa a expressão resultante recíproca. Esta aproximação é chamada de integral de Kirchhoff Recíproca. Todas estas aproximações em integrais de superfície tem a mesma contribuição no ponto de reflexão especular. Assim, a avaliação assintótica de todas elas usando o método de fase estacionária fornece a expressão da teoria de raios. Investigamos estas aproximações numericamente para o caso acústico. Em nossos experimentos numéricos, todas as integrais mencionadas aproximam razoavelmente bem o campo de onda refletido (calculado pelo método de Diferenças Finitas). Porém, a qualidade da aproximação depende do modelo investigado. Também não se pode determinar um método que forneça sempre o melhor resultado. Apesar disso, a aproximação pela integral de Born-Kirchhoff mostrou-se a mais estável, fornecendo em todos os exemplos estudados um resultado de boa qualidade, sendo ou o melhor ou perto do melhor. Além disso, o tempo computacional para este método é (junto com o da aproximação Kirchhoff Recíproca) o mais baixo de todos os métodos sob investigação. Abstract: To describe the reflected wavefield of a single (target) reflector in an elastic anisotropic medium, there exist two well-known integral approximations. These are the Born integral that integrates over supposedly small perturbations within a volume that contains the reflector, and the Kirchhoff integral that integrates over the specularly reflected field along the reflector. In this theses, we show that other integral approximations can be obtained starting from these two. The Born integral can be transformed into a surface integral along the reflector, which is called the Born-Kirchhoff integral since it exhibits characteristics of both the classical integral. Another integral approximation is obtained by substituting the reflection coefficient that is used in the Kirchhoff approximation by another version that turns the resulting integral expression reciprocal. This approximation is called the Reciprocal Kirchhoff integral. All these approximations in the form of surface integrals contain the same contribution at the specular reflection point. Therefore, their asymptotic evaluations using the stationary-phase method yields the ray-theory expression. We numerically investigate these approximations in the acoustic case. In all our numerical experiments, all above integrals approximate the reflected wavefield (as calculated by the Finite Differences method) quite well. However, the quality of the approximation depends on the investigated model. Also, a method that would always provide the best approximation cannot be determined. In spite of that, the Born-Kirchhoff integral proved to be the most stable approximation that yielded in all studied examples a result of good quality, either the best one or close to the best one. Moreover, the computation time for this method is (together with that for the Reciprocal Kirchhoff approximation) the smallest one of all methods under investigation. Doutorado Doutor em Matemática Aplicada

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico Análise dos conceitos que regem a propagação de potência em componentes estruturais tipo barras e vigas, essenciais na identificação de fontes de energia e dos principais caminhos de propagação. É apresentada uma formulação baseada nos conceitos de reciprocidade, que permite a determinação do fluxo de potência em componentes acoplados considerando a união como rígida e flexível. Os resultados analíticos são comparados aos obtidos experimentalmente através do método da intensidade estrutural.

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O presente trabalho pretende, através de uma abordagem didática, resgatar a íntima ligação entre processos de propagação de ondas no plasma estelar e aquecimento coronal.