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Orientador: Prof. Dr. Cícero Ribeiro de Lima Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Santo André, 2022. O domínio do tempo é a alternativa mais amplamente escolhida em testes de fadiga mecânica para representar completamente eventos aleatórios em vários canais simultâneos, como uma interação entre a suspensão do veículo e o solo. A razão para isso é a possibilidade de uma reprodução completa desses eventos físicos em uma bancada de teste, sem nenhuma matemática adicional, simplificação e/ou pós-processamento. Ou seja, o conjunto de entrada de cargas/deslocamentos obtido em ensaio de campo é o mesmo executado em equipamento de teste de laboratório. A principal desvantagem dessa abordagem é a longa duração de teste e o alto custo do equipamento. Os hardwares necessários para esses testes são complexos, compostos por servo atuadores, a fim de incitar uma determinada quantidade de carga em uma janela de tempo. O tempo necessário para completar o teste também é longo, pois consiste na mesma duração da prova multiplicada pelo número de repetições para atingir o desempenho de fadiga. Os testes de bancada de fadiga no domínio da frequência, por outro lado, são alternativas potenciais para superar essas desvantagens. Ou seja, requerem equipamentos menos sofisticados, uma vez que exigem apenas atuadores simples em vez de servos atuadores e a duração do teste é reduzida, pois o comprimento total do evento é substituído por repetições constantes e dano constante. Este trabalho propõe e explora um novo método que utiliza o resultado estimado da fadiga estrutural como ponto de partida e, através da solução de um problema de otimização, determina quais cargas/deslocamentos as causaram no domínio da frequência. O objetivo é auxiliar futuros desenvolvimentos em testes de fadiga, suplantando os testes no domínio do tempo sem perder a correlação com eventos físicos. The time domain is the most widely chosen alternative in mechanical fatigue tests to completely represent random events across multiple simultaneous channels, such as an interaction between vehicle suspension and the ground. The reason for this is the possibility of a complete reproduction of these physical events on a test bench, without any additional math, simplification and / or post-processing. That is, the load/displacement input set obtained in the field test is the same as that performed in laboratory test equipment. The main disadvantage of this approach is the long test duration and the high cost of the equipment. The hardware required for these tests is complex, composed of servo actuators, in order to incite a certain amount of charge in a window of time. The time required to complete the test is also long, as it consists of the same duration of the test multiplied by the number of repetitions to achieve fatigue performance. Frequency fatigue bench tests, on the other hand, are potential alternatives to overcome these disadvantages. That is, they require less sophisticated equipment, since they require only simple actuators instead of servo actuators and the test duration is reduced, as the total length of the event is replaced by constant repetitions and constant damage. This work proposes and explores a new method that uses the result of structural fatigue as a starting point and, through the solution of an optimization problem, it determines which loads/displacements caused them in the frequency domain. The objective is to assist future developments in fatigue tests, supplanting tests in the time domain without losing the correlation with physical events.

Resumo: Este trabalho tem como objetivo apresentar testes de causalidade entre sistema financeiro e crescimento econômico no domínio da frequência, para séries temporais brasileiras. Esta abordagem permite não-linearidades associadas a mudanças de direção na causalidade do curto para o longo prazo. Para avaliar esta relação no Brasil, o artigo emprega séries temporais para o PIB per capita e de crédito bancário entre 1960 e 2010. Os resultados mostram variação nos testes de causalidade dependendo da frequência dos ciclos considerados, havendo evidências de que o sistema financeiro seja um fator causal para o crescimento econômico no Brasil, mas apenas no longo prazo. Abstract: This paper aims to present causality tests between financial system and economic growth in the frequency domain for Brazil. This approach allows to evaluate nonlinearities in the direction of the causality from short to longer terms. We employ Brazilian time series for GDP per capita and banking credit between 1960 and 2010. The results show variation in causality tests depending on the frequency of the cycles considered. In particular, there is evidence of that the financial system is a causal factor for long-term economic growth in Brazil.

Transformadores de potência são fundamentais para a operação dos sistemas de energia elétrica, especialmente na transmissão e distribuição energética. Como estão localizados entre as fontes de energia e o consumo final, toda a corrente demandada passa por esse componente. Assim, em conjunto com as linhas/cabos, os transformadores de potência representam parcela significativa das perdas de energia neste caminho. Os modelos matemáticos atualmente utilizados nos estudos de fluxo de carga e fluxo harmônico utilizam equivalentes monofásicos e não consideram a contribuição do ramo de magnetização. Esta característica prejudica os estudos de perdas; estudos de sistemas desequilibrados e, também, não permite análises do fluxo das componentes harmônicas de sequência zero. Em um primeiro momento este trabalho apresenta um modelo transformador trifásico incorporando o neutro nas matrizes de admitância; a impedância de aterramento; diferentes tapes e o ramo magnetizante, sem considerar a não linearidade da corrente de magnetização. Após esta análise, e visando contribuir na determinação de um processo matemático para a determinação da corrente não linear de magnetização, para diferentes materiais magnéticos, foi realizado um estudo direcionado à obtenção do laço de histerese utilizando a teoria de Jiles–Atherton, considerando o aço silício de grão orientado e grão não-orientado como materiais magnéticos. Power transformers are fundamental to the operation of electric power systems, especially in power transmission and distribution. As they are located between the sources of energy and the final consumption, all the current demanded goes through this component. Thus, together with the lines / cables, the power transformers represent a significant portion of the power losses in this path. The mathematical models currently used in the load flow and harmonic flow studies use single-phase equivalents and don’t consider the contribution of the magnetization branch. This characteristic impairs the loss studies; makes unbalanced studies unfeasible, and also doesn’t allow flow analysis of zero sequence harmonic components. At first, this work presents a three-phase transformer model incorporating the neutral in admittance matrices; grounding impedance; different tapes and the magnetizing branch, without considering the non-linearity of the magnetization current. After this analysis, and in order to contribute to the determination of a mathematical process for the determination of nonlinear magnetization current, for different magnetic materials, a study was conducted to obtain the hysteresis loop using the Jiles-Atherton theory, considering the steel grain oriented silicon and non-oriented grain as magnetic materials. Dissertação (Mestrado)

FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais Atualmente, uma nova técnica de processamento óptico, denominada Imagem no Domínio da Frequência Espacial ou Spacial frequency domain imaging (SFDI), surge como um método de diagnóstico voltado para o tratamento de doenças, lesões e tumores causados no tecido epitelial. Esta técnica caracteriza-se por ser não invasiva e inovadora, que permite quantificar valores de absorção e espalhamento reduzido em uma base pixel por pixel. Além disso, ela pode ser aplicada em meios opacos tal como em tecidos biológicos para determinar os parâmetros ópticos dependentes do comprimento de onda. O objetivo deste trabalho é desenvolver o estudo das propriedades ópticas, tais como absorção e espalhamento, além de encontrar os níveis de profundidade de penetração da luz em fantomas que simulem o tecido biológico a partir do SFDI. Também foi utilizado outro equipamento para obtenção dos parâmetros ópticos, chamado de Esfera Integradora, a fim de comparar os dados alcançados. Para isto foram produzidos um fantoma de calibração com parâmetros ópticos conhecidos e dois fantomas simuladores do tecido epitelial. Os cálculos dos coeficientes de absorção e espalhamento reduzido foram feitos utilizando o modelo de refletância difusa e da propagação da luz. Foram utilizados cinco filtros, cujos comprimentos de onda são λ = 475 nm, 488 nm, 532 nm, 580 nm e 650 nm e quatro frequências espaciais Kx = 0,07 mm-1, 0,1 mm-1, 0,3 mm-1 e 0,4 mm-1. Para estas, concluímos que a frequência de 0,1 mm-1 tornou-se um limite para obtenção das profundidades de penetração da luz no meio, uma vez que não foi possível obtê- la para Kx = 0,07 mm-1. Já para as demais frequências as profundidades encontradas foram δ = 4,92 mm, 3,83 mm e 2,60 mm, respectivamente. Além disso, Kx = 0,1 mm-1 é a frequência que melhor apresenta uma aplicação real no tecido epitelial, pois o feixe luminoso consegue penetrar toda a extensão do tecido. Portanto, o SFDI demonstrou-se eficaz como método de processamento de imagem e seus resultados demonstram futuras aplicações in vivo e o desenvolvimento de tomografia óptica. Nowadays, a new technique of optical processing, called SFDI (Spacial frequency domain imaging), has emerged as a method for the diagnosis and treatment of diseases, traumas and tumors caused in the epithelial tissue. This technique is characterized by being non-invasive and innovative, that allows to quantify absorption values and reduced scattering on a pixel-by-pixel basis. In addition, this method can be applied in opaque media such as in biological tissues to determine optical wavelength dependent parameters. The objective of this work is to develop the study of optical properties, such as absorption and scattering, in addition to finding the depth levels of light penetration in phantoms that simulate the biological tissue from SFDI. Another equipment was used to obtain the optical parameters, called the integrating sphere, in order to compare the data obtained. To this it was produced a calibration phantom with known optical parameters and two simulators epithelial tissue phantoms. The calculations of the absorption and reduced scattering coefficients was realized using the diffuse reflectance model and propagation of light. Five filters were used, such as λ = 475 nm, 488 nm, 532 nm, 580 nm e 650 nm, and four spatial frequencies Kx = 0,07 mm-1, 0,1 mm-1, 0,3 mm-1 e 0,4 mm-1. For these, we conclude that the frequency of 0.1 mm-1 became a limit to obtain the depths of light penetration in the medium, since it was not possible to obtain it for Kx = 0,07 mm-1 and for the other frequencies the depths were δ = 4.92 mm, 3.83 mm and 2.60 mm, respectively. In addition, Kx = 0.1 mm-1 is the frequency that best presents a real application in the epithelial tissue, because the light beam is able to penetrate the entire tissue extension. Therefore, SFDI has been shown to be an effective method of image processing, and its results demonstrate future in vivo applications for developing optical tomography. Dissertação (Mestrado)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2022. Na etapa de prospecção da exploração de hidrocarbonetos, uma análise detalhada da superfície e subsuperfície de interesse é feita a fim de se reduzir os altos custos de investimento em perfuração de poços. Um dos métodos para efetuar tal análise é chamado sísmica de reflexão, que tem como objetivo estimar as propriedades da subsuperfície por meio de fontes sísmicas controladas e um conjunto de sensores que detectam a reflexão das ondas. Com informações provenientes dessas análises, é pos- sível reconstruir a distribuição de propriedades de subsuperfície pelo método FWI (Full Waveform Inversion, ou inversão da forma de onda completa). Basicamente, resolve- se um problema inverso por meio de uma otimização cuja função objetivo é a soma quadrática dos erros entre dados medidos e simulados, dentro de uma restrição que é dada pelo balanço físico, com o objetivo de determinar a distribuição de propriedades no meio de interesse. Esse balanço pode ser escrito tanto no domínio do tempo quanto no domínio da frequência. O presente trabalho utiliza a segunda abordagem, pois é possível aproveitar o fato das frequências poderem ser resolvidas individualmente e sem dependências entre si. Na prática, isso significa que é possível aproveitar aspec- tos de paralelização computacional para acelerar a solução do problema. Além disso, esse trabalho utiliza funções Level Set para evoluir a solução do problema de inversão, o que reduz o espaço de busca entre as soluções admissíveis. Para a discretização espacial, é utilizado o método dos elementos finitos (FEM - Finite Element Method). Esse trabalho apresenta os detalhes sobre os aspectos computacionais na implemen- tação desse problema, levando em consideração uma um ambiente computacional que opera entre linguagens computacionais de alto e baixo nível. Por fim, resultados numéricos são apresentados como forma de verificação da implementação, indicando positivamente o potencial de aplicação da metodologia empregada. Abstract: In the prospecting stage of hydrocarbon exploration, a detailed analysis of the surface and subsurface of interest is made, in order to reduce the high investment costs due to the drilling of wells. One of the methods is called reflection seismic, which aims to estimate the properties of the subsurface by means of controlled seismic sources and, together with sensors, to detect the reflection of the waves. With these information, it is possible to reconstruct the distribution of subsurface properties using the FWI method (Full Waveform Inversion). Basically, an inverse problem is solved by means of an opti- mization proedure where the objective function is the quadratic sum of errors between measured and simulated data, within a constraint that is given by the physical balance, in order to determine the distribution of properties in the environment of interest. This balance can be written both in the time domain and in the frequency domain. The present work uses the second approach. In practice, computational parallelization is possible to speed up the solution of the problem. Additionally, this work uses level set functions to evolve the solution in the inversion problem, which reduces the search space between the admissible solutions. For spatial discretization, FEM (Finite Element Method) is used. This work presents details about both numerical and computational aspects in the implementation of this problem, taking into account a mix between high and low level computational languages. Finally, numerical results are used to verify the code implementation, indicating that the proposed methodology can be potentially employed in the development of future FWI applications.

Este trabalho tem por objetivo apresentar um estudo sobre os efeitos causados pela variação na quantidade de sub-portadoras piloto transmitidas no processo de estimação da resposta em frequência do canal de comunicação e no processo de equalização e detecção coerente dos símbolos transmitidos em receptores de sistemas OFDM. Para tal investigação serão propostos dois diferentes cenários de simulação numérica através da ferramenta computacional MATLAB®. Serão apresentadas análises qualitativas e quantitativas através de gráficos e cálculos matemáticos.

Este trabalho de dissertação foi elaborado com a finalidade de apresentar um método alternativo para a análise da tensão de restabelecimento transitória (TRT) no momento de abertura dos disjuntores durante a ocorrência de faltas nos sistemas de potência; a operação adequada de um disjuntor por longos períodos na rede depende do seu correto dimensionamento e correspondente especificação que, é também função do levantamento preciso da TRT, além de outras informações pertinentes. O método proposto de avaliação da TRT é através de cálculos numéricos executados no domínio da frequência com boa precisão, o que deixa claro ser essa opção comparável ao uso dos programas tradicionais de cálculo de transitórios eletromagnéticos. Os casos tratados são simulações de curto-circuito monofásico, bifásico isolado, bifásico com terra, trifásico isolado e trifásico com terra, em uma barra de subestação de uma rede de transmissão de energia elétrica utilizada como modelo de caso, idealizada para servir de base para a demonstração da aplicação do método apresentado. Oferecem-se informações relevantes adicionais para mostrar o contexto onde o estudo da TRT é utilizado, servindo como material de apoio para a elaboração das especificações dos disjuntores. Através de uma análise das principais faltas elétricas mais frequentes nas redes de energia elétrica, mostra-se a importância de uma especificação precisa do equipamento a ser utilizado; isso para contribuir com o fornecimento da energia elétrica com a maior qualidade que a tecnologia pode propiciar no momento da concepção de um projeto ou de sua ampliação. The purpose of this monograph work is to present an alternative method for the transient recovery voltage (TRV) analysis at the instant of circuit breakers opening, during the fault occurrences in power systems; the proper operation of a circuit breaker for long periods in the net, depends on its correct sizing and corresponding specification, which is also a function of an accurate TRV data survey, besides other important information. This proposed method of TRV evaluation is through the use of numerical calculations, performed in the frequency domain with good precision results; thus, the calculation shows comparability to the use of traditional programs for electromagnetic transient analysis. The short-circuit cases treated here are: Phase-to-Earth , Phase-to-Phase clear of ground, Phase-to-Phase-to-Earth and Three-Phase with or without earth faults - five simulation cases in a substation bar of an electric power transmission network created as a case model for demonstrating the application of proposed method. Additional relevant information is offered to show the TRV study context, providing material for circuit breaker specifications. Through the main most frequent electrical faults in electric power networks analysis, the importance of a precise specification of equipment to be used is shown; this to contribute to the best quality level of electrical power delivery provided by technology when designing or expanding an electrical power system project.

Orientador: Edson Eiji Matsura Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola Resumo: A utilização de técnicas baseadas na reflectometria em domínio da frequência para monitoramento da umidade do solo tem-se mostrado uma ferramenta de alto potencial para aplicação em estudos da dinâmica da água no solo e também para utilização em manejo de sistemas irrigados. Também conhecida como técnica capacitiva, o seu funcionamento se baseia na variação da constante dielétrica do solo. Essa tecnologia possui alta precisão, mas sua exatidão está atrelada à utilização de curvas de calibração locais. Dentro desse contexto, o objetivo do presente estudo foi avaliar as potencialidades de uso de sonda capacitiva do tipo EnviroSCAN em Latossolo Vermelho distroférrico cultivado com cana-de-açúcar irrigada com esgoto doméstico tratado. Para tanto inicialmente foram conduzidos três ensaios para padronização das leituras de frequência relativa, sendo estes: a calibração do instrumento, normalização das sondas e instalação dos tubos de acesso no solo. No primeiro ensaio foram utilizados seis tubos de acesso em três situações de umidade diferentes para que se pudesse obter uma curva de calibração local; no segundo ensaio foram utilizadas sondas que estavam instaladas no campo para conduzir um ensaio de renormalização, permitindo a verificação de possíveis danos provocados pela umidade do ar no interior dos tubos de acesso e no terceiro ensaio foram coletados valores de frequência relativa gerados pelas sondas em tubos de acesso previamente instalados em mesma área e que apresentavam as mesmas condições de umidade, para verificar a variação da estimativa de umidade promovida pela instalação dos tubos. Com as curvas obtidas na calibração foram estimados dados de umidade a partir de valores de frequência relativa coletados durante o período de maturação de cana-de-açúcar. O plantio de cana-de-açúcar foi irrigado via gotejamento subsuperficial com duas fontes de água (esgoto doméstico tratado e água de reservatório superficial) e os tubos gotejadores foram instalados em duas profundidades (20 e 40 cm), também foi avaliada uma área sem irrigação, totalizando cinco tratamentos. Os ensaios de calibração demonstraram que em solos com heterogeneidade física em profundidade, faz-se necessário que se utilize curvas específicas para cada camada de solo avaliada, pois a utilização de uma curva geral para todo o perfil não permite que se estimem valores exatos de umidade. Durante a renormalização das sondas, verificou-se uma alteração nos valores de frequência de oscilação gerados, mas essa alteração não afetou o seu funcionamento de forma significativa. A utilização das curvas de calibração locais para ajustar os dados coletados com as sondas que foram instaladas no cultivo de cana-de-açúcar foi efetiva, pois com os dados de estimativa de umidade foi possível acompanhar a dinâmica de água no solo durante o período avaliado. Conclui-se que: para a utilização de sondas capacitivas é necessário que se construa curvas de calibração individuais para cada camada de solo avaliada; a permanência das sondas em campo por dois anos não altera seu funcionamento; com a utilização de sondas capacitivas é possível avaliar o consumo de água pela cultura da cana-de-açúcar, sendo possível estimar a zona ativa de raízes pela variação na umidade do solo Abstract: The use of techniques based on frequency domain reflectometry for soil moisture monitoring has shown great potential as a tool for application in studies of the dynamics of water in the soil and also for use in irrigation systems management. Also known as capacitive technique, its operation is based on the variation of the dielectric constant of the soil. This technology has high precision, but their accuracy is linked to the use of local calibration curves. In this context, the aim of this study was to evaluate the potential of use of capacitive probe EnviroSCAN type in Hodic hapludox cultivated with sugarcane irrigated with treated sewage. Initially were conducted three tests relating to calibration, standardization and installation of access tubes in the soil. In the first trial were used six access tubes in three different moisture situations which allowed a local calibration curve to be built; in the second test sondas that were installed in the field were re-normalized allowing the verification of possible damage caused by air moisture inside the access tubes and on the third test were collected values of scaled frequency generated by sondas at access tubes previously installed in the same area and the same soil moisture conditions, to verify reading change promoted by the installation of tubes. With curves constructed in the above calibration test, moisture data were estimated using scaled frequency values collected during the maturity period of sugarcane. The planting of sugarcane was irrigated with subsurface drip with two water sources (treated sewage and surface water reservoir) and the dripline were installed at two depths (20 and 40 cm), it was also evaluated an area without irrigation, totaling five treatments. Calibration tests showed that on soils with physical heterogeneity in depth, it is necessary to use specific curves for each layer of soil evaluated because using a general curve for the whole profile does not allow estimating accurate values of moisture. During the renormalization of the probes, there was a change in frequency values generated, but this change did not affect its operation significantly. The use of local calibration curve to fit the data collected with the probes that have been installed in sugarcane cultivation was effective, because with the moisture data at high frequency that has been collected, it was possible to follow the dynamics of water on the ground during the study period. It is concluded that: for the use of capacitive sondas is necessary to construct individual calibration curves for each measured soil layer; sondas stay on the field for two years does not alter its operation; the use of capacitive sondas allows it to be assessed water consumption by the culture of sugarcane, which allows to determine the active root zone by variation in soil moisture Mestrado Água e Solo Mestre em Engenharia Agrícola CNPQ 131042/2014-9

Submitted by Programa de Pós-Graduação Engenharia Elétrica (ppgee@ifpb.edu.br) on 2020-10-08T12:21:56Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_Final_Moises Hamsses sales Sousa.pdf: 2296246 bytes, checksum: 22774760aa1ac62fca8e6365b39828fe (MD5) Termo_de_Autorizacao_de_Postagem_no_Repositorio_Digital..pdf: 316196 bytes, checksum: fac8e5ea2230e8ef48ccbb319523ba83 (MD5) Approved for entry into archive by Programa de Pós-Graduação Engenharia Elétrica (ppgee@ifpb.edu.br) on 2020-10-08T12:22:29Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_Final_Moises Hamsses sales Sousa.pdf: 2296246 bytes, checksum: 22774760aa1ac62fca8e6365b39828fe (MD5) Termo_de_Autorizacao_de_Postagem_no_Repositorio_Digital..pdf: 316196 bytes, checksum: fac8e5ea2230e8ef48ccbb319523ba83 (MD5) Made available in DSpace on 2020-10-08T12:22:29Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_Final_Moises Hamsses sales Sousa.pdf: 2296246 bytes, checksum: 22774760aa1ac62fca8e6365b39828fe (MD5) Termo_de_Autorizacao_de_Postagem_no_Repositorio_Digital..pdf: 316196 bytes, checksum: fac8e5ea2230e8ef48ccbb319523ba83 (MD5) Previous issue date: 2020-07-08 Em sistemas de energia elétrica tem-se à existência de distúrbios elétricos que ocasionam danos, gerando custos com indisponibilidade de equipamentos, processos produtivos e sistemas parados, bem como um baixo desempenho dos equipamentos eletrônicos. Os valores e níveis de tais distúrbios são pré-estabelecidos por um conjunto de normas e associações, que regem a operação do sistema elétrico. A manter os níveis deve ser algo garantido, tanto pelos consumidores, quanto pelas concessionárias de fornecimento de energia elétrica. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um sistema para detecção de frequências harmônicas contidas em um circuito elétrico com uma carga não-linear, aplicando dois métodos, um para sinais no domínio da frequência e outro para sinais no domínio do tempo, e apresentá-los de forma unificada e on-line. Os algoritmos propostos para a detecção utilizaram recursos, como o algoritmo Phase Locked Loop - PLL, Transformada de Park, Transformada Discreta de Fourier Recursiva – TDFR e filtro de segunda ordem, que foram aplicados em rotinas programáveis compiladas num processador de sinais digitais. Os resultados experimentais foram obtidos e enviados para uma aplicação WEB, via a ferramenta GUI Composer. Assim, ao aplicar os métodos para o domínio da frequência e domínio do tempo, foi possível observar as amplitudes harmônicas de 5ª, 7ª,11e 13ª, contidas no sinal lido, para o domínio da frequência foi necessário aplicar a TDFR e o algoritmo PLL, e para o domínio do tempo a Transformada de Park para obter as coordenadas d e q e os ângulos de fase com o PLL. Em ambos os métodos o conteúdo harmônico foi bem similar sendo superior a 99%, contudo observou que devido ao número de operações matemáticas o método para o domínio da frequência precisou de ajustes ao requerer melhor dinâmica nas simulações. Observou-se também que os valores de Total de Distorções Harmônicas apresentaram valores bem próximos divergindo em 1,2% um método em relação ao outro. Para ambientes industriais o método para o domínio do tempo tem caráter mais exequível pelo fato da aplicação computacional se dá com um código bem difundido e por haver em alguns relés de proteção a pré-disposição de conversão da linguagem de programação em C++ para linguagem de Blocos ou Ladder.

Engineering structures are designed to withstand a variety of in service loading specific to their intended application. Random vibration excitation is observed in most of the structural components in the offshore, aerospace and automotive industries. Likewise, fatigue life estimation for structural components is fundamental for the verification of the design and assurance of the structural integrity throughout service. The linear cumulative damage model (Palmgren-Miners rule) is still largely used for damage assessment, even though, its limitations are well-known. The scatter of fatigue testing data suggests that a probabilistic characterization of the material behavior is needed. In this work, the inherent uncertainties of the fatigue phenomenon as well as the influence of a geometrical discontinuity (notch) are explored in the fatigue life estimation of a structural component subjected to random vibration profiles. The fatigue life estimated using the methodology proposed in this work presented good agreement with testing results using both Lallane and Dirlik frequency domain counting methods. Lallanes method resulted in a 3% more conservative prediction than the average physical testing fatigue life, while Dirliks method, resulted in an 8.4% higher predicted life for the most relevant load case. Sem Resumo

A transmissão de informação quântica de uma localidade a outra não é um problema trivial. O teletransporte é uma promessa de solução, um sistema que usa dois canais de comunicação: um clássico --- um sistema usual de transmissão ---, e um quântico - construído pela geração de emaranhamento entre os estados dos usuários envolvidos. As primeiras realizações deste procedimento davam o resultado correto apenas em uma fração das vezes, problema resolvido no ano seguinte no primeiro protocolo de teletransporte incondicional. Desde então, diferentes esquemas experimentais foram sendo implementados e melhores resultados obtidos. O presente trabalho codifica informação nos modos de frequência da luz, com emaranhamento sendo gerado por um Oscilador Paramétrico Ótico acima do limiar. Aqui é desenvolvida a teoria para caracterização de estados em modos de frequência mais gerais, apresentada com os resultados obtidos. Para as perdas existentes no sistema, não é esperado uma fidelidade na comparação entre o estado de saída com o de entrada maior do que 42% sem o uso de recursos quânticos. O melhor resultado obtido com o uso de feixes emaranhados foi de 40%, perto do limiar da necessidade de recursos quânticos mas sem ultrapassá-lo. Transmission of quantum information from one end to another with high fidelity is not a trivial problem. Teleportation presents itself as promising in this regard, by using two communication channels: a classical one --- an usual classical communication system ---, and a quantum one --- built by sharing entangled sources between the involved parties. The first realizations of this procedure worked on a fraction of the performed trials, a problem that was solved one year later with a truly unconditional teleportation protocol. Since then, better results and different experimental schemes have been developed. The present work encodes information in the frequency modes of light beams, with entanglement between two parties being generated by an above-threshold Optical Parametric Oscillator. The theory for characterizing more general frequency mode states is developed here and presented with experimental results. For the present losses in the system, it is expected a fidelity no better than 42% on the comparison between input and output states without the use of quantum resources. The best measured case with the use of entangled beams resulted in 40% fidelity, close to the threshold of the need for quantum resources but without overcoming it.

Submitted by Patrícia Silva (pvieira@lncc.br) on 2021-04-22T15:11:09Z No. of bitstreams: 1 tese_lncc_Martha__FINAL.pdf: 2670685 bytes, checksum: 1488b3e3e5ac66c9337789df1ea383d5 (MD5) Approved for entry into archive by Patrícia Silva (pvieira@lncc.br) on 2021-04-22T15:12:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 tese_lncc_Martha__FINAL.pdf: 2670685 bytes, checksum: 1488b3e3e5ac66c9337789df1ea383d5 (MD5) Made available in DSpace on 2021-04-22T15:13:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_lncc_Martha__FINAL.pdf: 2670685 bytes, checksum: 1488b3e3e5ac66c9337789df1ea383d5 (MD5) Previous issue date: 2020-11-27 It is a major challenge the development of computationally efficient robust numerical methods for harmonic waves over time, governed by the Helmholtz equation with high wave numbers. The quality of the numerical solution depends on the number of waves κ. For high wave numbers (high frequencies) the associated differential operator becomes indefinite thus compromising the stability of the approximations by Galerkin’s finite element or finite difference methods. As analyzed by Ihlenburg and Babuska(IHLENBURG; BABUSKA, 1995), the finite element method with linear approximations present adequate asymptotic behavior, with optimal convergence rate, only for extremely refined meshes, which obey the condition κ 2h ≤ 1, which makes this approximation unfeasible for real problems with high numbers of waves κ. Estimates of the asymptotic error, respecting the restriction κ 2h ≤ 1, have been obtained for classical approximations via the Galerkin method. Fundamental results were also obtained for κh ≤ 1, referred to as pre-asymptotic behavior. As alternatives to the continuous Galerkin method, we study the behavior of the quasi optimal weight functions of the QOPG method developed by Loula and Fernandes (LOULA; FERNANDES, 2009) that are responsible for better stability properties, precision and robustness to distortions of meshes, and offer stabilized hybrid finite element formulations. Lagrange multipliers have been introduced to impose weakly continuity in the interfaces of the elements giving rise to a global system that involves only a degree of freedom associated with the multipliers. Knowing the multipliers, the variables of interest are obtained through local problems that are solved at the element level. Different choices for multipliers are evaluated. Through stabilization techniques are generated hybrid finite element methods with great flexibility in the choice of approach spaces. Allowing, for example, the use of approximations of the same order for all variables (speed, pressure and multiplier) in meshes of triangles and quadrilaterals. To validate the formulations are carried out various numerical experiments that illustrate the flexibility and robustness of the proposed formulations and some show optimal convergence rates in uniform and non-uniform meshes. Assuming that Lagrange multipliers are accurate, we present the local numerical analysis of two of the methods developed. Showing that they preserve properties such as consistency, stability and optimal convergence rates in the norm L2 É um grande desafio o desenvolvimento de métodos numéricos robustos e computacionalmente eficientes para ondas harmônicas no tempo, governadas pela equação de Helmholtz com números de ondas elevados. A qualidade da solução numérica depende do número de ondas κ. Para números de ondas elevados(altas frequências), o operador diferencial associado torna-se indefinido, comprometendo assim a estabilidade das aproximações por métodos de elementos finitos de Galerkin ou de diferenças finitas. Conforme analisado por Ihlenburg e Babuska (IHLENBURG; BABUSKA, 1995), o método dos elementos finitos com aproximações lineares apresenta comportamento assintótico adequado, com taxa de convergência ótima, apenas para malhas extremamente refinadas, que obedecem à condição κ 2h ≤ 1, o que inviabiliza esta aproximação para problemas reais com alto número de onda κ. As estimativas do erro assintótico, respeitando a restrição κ 2h ≤ 1, foram obtidas para aproximações clássicas pelo método de Galerkin contínuo. Resultados fundamentais também foram obtidos para κh ≤ 1, conhecido como comportamento pré-assintótico. Como alternativas ao método de Galerkin contínuo, estudamos o comportamento das funções peso quase ótimas do método QOPG desenvolvido por Loula e Fernandes(LOULA; FERNANDES, 2009) que são responsáveis por melhores propriedades de estabilidade, precisão e robustez a distorções de malhas, e propomos formulações de elementos finitos híbridos estabilizados. Multiplicadores de Lagrange são introduzidos para impor fracamente a continuidade nas interfaces dos elementos dando origem a um sistema global que envolve apenas graus de liberdade associados aos multiplicadores. Conhecidos os multiplicadores, as variáveis de interesse são obtidas através dos problemas locais que são resolvidos no nível de elemento. Diferentes escolhas para os multiplicadores são avaliadas. Através de técnicas de estabilização são gerados métodos de elementos finitos híbridos com grande flexibilidade na escolha dos espaços de aproximação. Permitindo, por exemplo, o uso de aproximações de mesma ordem para todas as variáveis (velocidade, pressão e multiplicador) em malhas de triângulos e quadriláteros. Para validar as formulações são realizados vários experimentos numéricos que ilustram a flexibilidade e a robustez das formulações propostas e algumas mostram taxas ótimas de convergência em malhas uniformes e não uniformes. Assumindo que os multiplicadores de Lagrange são exatos, apresentamos a análise numérica local de dois dos métodos desenvolvidos. Mostrando que preservam propriedades como consistência, estabilidade e taxas ótimas de convergência na norma L2

Tradicionalmente, o processo de análise para obtenção da vida à fadiga em sistemas estruturais ou componentes mecânicos sujeitos a carregamentos dinâmicos é realizado no domínio do tempo, procedimento que, mesmo sendo amplamente conhecido, demanda maior tempo e esforço computacional. Nas últimas décadas, tem se aperfeiçoado métodos de solução no domínio da frequência que vêm apresentando maior eficiência e mostrando-se competitivos, além de um campo com promissor potencial de desenvolvimento. Assim, neste trabalho será desenvolvida uma abordagem visando reduzir os recursos computacionais consumidos numa análise de vida à fadiga, utilizando para isso métodos no domínio da frequência, onde excitação e resposta são representadas por PSD, e também uma abordagem de análise Global-Local. Para isso, será realizada uma sequência de etapas que de forma resumida são: geração do modelo Global, análise modal, geração do modelo Local e matriz de compatibilidade, cálculo da PSD a partir do carregamento, transformação do sistema para o domínio da frequência, montagem da Função de Resposta em Frequência, e por fim, utilizando dados da curva S-N do material será realizada a aplicação do modelo de Dirlik para prever a vida em fadiga. Todas estas etapas foram implementadas em programa numérico, e seus resultados testados com exemplos da literatura, gerando assim, um conjunto de ferramentas para pesquisa da fadiga no domínio da frequência. O estudo desenvolvido utiliza como hipóteses que a resposta do sistema estrutural seja linear, o carregamento seja randômico, estocástico e ergódico, a distribuição de picos siga uma distribuição gaussiana, e o método probabilístico para previsão da vida a fadiga se baseie nos parâmetros espectrais. Traditionally the analysis process to obtain the fatigue life of structural systems or mechanical components subjected to dynamic loading is performed in the time domain, a procedure which, although widely known, requires more time and computational effort. In the last decades it has been optimized solution methods in the frequency domain that has shown greater efficiency and proving to be competitive, besides a field with promising potential development. Thus, this work will be developed an approach aimed at reducing the computational resources consumed in an analysis of fatigue life, using for this frequency domain method, where excitement and response are represented by PSD, and also a global-local analysis approach. Thereunto, there will be a sequence of steps that briefly are: Global model generation, modal analysis, generation of local model and compatibility matrix, calculation of the PDS from the load, system transformation to the frequency domain, assembly frequency response function and finally, using data from the SN curve of the material will be realized the application of Dirlik model to predict the fatigue life. All these steps were implemented in numerical software and their results were tested with literature examples, generating a set of search tools to fatigue in the frequency domain. The study was developed using hypotheses that the structural system response is linear, the loading is random, stochastic and ergodic, the peaks distribution follow a Gaussian distribution, and the probabilistic method to prediction of life for the fatigue is based on the spectral parameters.

A inversão da forma de onda completa (Full-Waveform Inversion) é uma poderosa técnica de imageamento sísmico capaz de recuperar modelos de subsuperfície com alta resolução a partir dos dados observados. Esta inversão é um problema não-linear formulado como um problema de otimização local que busca a minimização da função objetivo, na tentativa de encontrar valores que ajustem os dados modelado e observado. A fim de minimizar o problema da não linearidade, faz-se uso de uma abordagem de inversão multiescalas que mitiga a sensibilidade do problema em convergir para mínimos locais. Neste trabalho, foram estudadas estratégias de inversão da forma de onda completa no domínio da frequência (inversão por frequências e por bandas de frequência) com o modelo Marmousi na presença e na ausência de ruídos. Adicionalmente, foi proposta uma regularização híbrida baseada nas restrições de Cauchy e Tikhonov, no intuito de balancear suavidade e esparsidade também em situações de presença e ausência de ruídos. Os testes realizados mostraram uma superioridade na utilização da inversão por bandas de frequência. Além disso, para o Marmousi, a regularização híbrida proposta conseguiu inverter o modelo inicial de forma satisfatória e apresenta-se como uma boa opção para inversões de dados na ausência de componentes ruidosos enquanto a regularização de Tikhonov foi melhor ajustada considerando o ruído utilizado e as parametrizações deste trabalho. Full-Waveform Inversion is a powerful seismic imaging technique capable of recovering highresolution subsurface models from observed data. This inversion is a nonlinear problem formulated as a local optimization problem that seeks to minimize the objective function in an attempt to find values that fit the modeled and observed data. In order to minimize the nonlinearity problem, a multiscale inversion approach is used to mitigate the sensitivity of the problem to converging toward local minima. In this work, we studied the frequency domain Full-Wave Inversion strategies (frequency and small frequency band inversion) with the Marmousi model in the presence and absence of noise. Additionally, a hybrid regularization based on Cauchy and Tikhonov constraints was proposed, in order to balance smoothness and sparsity also in noise presence and absence situations. The tests showed a superiority in the use of frequency band inversion. Moreover, for Marmousi, the proposed hybrid regularization was able to satisfactorily invert the initial model and it is a good option for data inversions in the absence of noisy components while Tikhonov was better adjusted considering the noise used and the parameters of this work.

As propriedades ópticas de tecidos biológicos podem ser utilizadas como parâmetros indicativos de alterações tanto morfológicas quanto fisiológicas nos tecidos. A técnica de imagens ópticas no domínio da frequência espacial (SFDI) vem apresentando grande potencial determinação dessas propriedades. Neste trabalho, investigamos a utilização de Redes Neurais Artificiais (RNA) para reconhecimento de padrões, na determinação das propriedades ópticas de tecidos, através dos coeficientes de absorção e espalhamento reduzido, e , a partir de dados de refletância difusa fornecidos pela técnica SFDI. Empregou-se uma RNA do tipo feedforward com uma camada oculta e 50 neurônios, utilizando aprendizagem supervisionada por retropropagação de erros. O treinamento da rede foi realizado a partir de um conjunto de valores pré-determinados de refletância difusa e coeficientes de absorção e espalhamento obtidos a partir de simulações Monte Carlo. Os resultados mostraram que a RNA pode determinar com boa precisão as propriedades ópticas a partir de dados de refletância difusa, fornecendo valores de e com coeficientes de determinação R2 de 0.98 e 0.97, respectivamente, em relação aos valores verdadeiros, e apresentando erros médios percentuais de 2.6 e 4.9% para cada coeficiente. A RNA obtida foi então empregada, em conjunto com a técnica SFDI, em uma investigação para obtenção de imagens de regiões da pele de um indivíduo que apresentava uma lesão. Os resultados obtidos apontam para o potencial da utilização de técnicas de inteligência artificial combinadas à SFDI para detecção e identificação de alterações dermatológicas.

No Rio Grande do Sul, em especial na região de Pelotas, Capão do Leão, Rio Grande e Santa Vitória do Palmar, devido ser uma região de transição de sistemas meteorológicos, como frentes quentes e frias, o regime de chuva horárias embora estimável é de dificil previsão quando comparado com regiões a exemplo de Belém do Pará onde há destaques horários das chuvas, são bem conhecidos [9]. Os estudos de probabilidade e frequência contribuem nas tomadas de decisões e no planejamento das atividades agrícolas, visando prevenir danos e prejuízos às lavouras em decorrência dos altos índices pluviométricos. Reconhecendo o potencial da região que compreende Pelotas, Capão do Leão, Rio Grande e Santa Vitória do Palmar e as consequências do aumento do volume de chuva, realizou-se um estudo do regime de chuvas horárias para Pelotas e Capão do Leão, onde os resultados podem ser estendidos para as cidades de Rio Grande e Santa Vitória do Palmar, sem a mesma precisão. Analisou-se uma série histórica de 32 anos de dados, buscando verificar a probabilidade e frequência de chuvas horárias, contribuindo para o planejamento de atividades rurais e urbanas em decorrência dos volumes de chuvas horárias. Verificou-se os destaques horários mensais, onde se constatou que o horário com maior chance encontrada foi às 7h, entorno de 9,7% em julho, mês que compõe a estação do ano mais chuvosa dessa região. Durante todos os meses, o período da tarde mostra ser o menos conveniente para a realização das atividades agrícolas, onde se destacam as probabilidades de chover.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico The search for solutions to the different problems associated with power quality, in particular the regulation of the supply voltage, has motivated the development of many innovative proposals, which fit satisfactorily within the legislation presently practiced. In particular, although recognizing the wide range of products on the market, the design of devices based on principles and control which are simple in concept and still able to provide competitive costs, lower maintenance requirements, among other things, still present challenges to the research and development of new products. In this context, this paper continues a line of developments conducted by researchers at the Federal University of Uberlândia (UFU), which is focused on the proposition, modeling and development of a new conception of regulating device. The investigations conducted in this dissertation are directed to the mathematical model of the equipment in the frequency domain, as a complement to previous studies which aimed at the time domain representations through the ATP simulator. The use of this modeling strategy presents itself in a simpler and more effective way for obtaining the basic parameters of the regulator equipment and evaluating the effectiveness of the voltage regulation process. To meet such goals, this dissertation highlights the design and physical structure of the machine, presents a prototype already developed of the device, conducts experimental studies of performance and finally establishes comparative terms between the regulator performances through the computational resources originally available and the new formulation proposed here A busca por soluções para os distintos problemas de qualidade da energia elétrica, em especial a regulação dinâmica das tensões de suprimento, tem fomentado o desenvolvimento de estratégias inovadoras e adequadas às legislações em vigor. Nesse particular, muito embora se reconheça a vasta gama de produtos existentes no mercado, a concepção de dispositivos fundamentados em princípios e controle simples, custos competitivos, menores requisitos de manutenção, dentre outros aspectos, ainda se apresenta como grande desafio para as pesquisas e o desenvolvimento de novos produtos. Nesse contexto, o presente trabalho dá continuidade a uma das linhas de desenvolvimentos conduzidas por pesquisadores da UFU, a qual se encontra centrada na proposição, modelagem e desenvolvimento de uma nova concepção de dispositivo regulador. Avançando nos trabalhos, as investigações realizadas no âmbito da presente dissertação encontram-se direcionadas para a modelagem desse equipamento no domínio da frequência, estratégia esta que complementa os estudos anteriores, os quais foram alicerçados em representações no domínio do tempo, através do simulador ATP. O emprego da estratégia de modelagem aqui feita apresenta-se mais simples e eficaz para a obtenção dos parâmetros básicos do equipamento regulador e avaliação da eficácia do processo de restauração das tensões aos patamares regulamentados. Para o atendimento a tais metas, a dissertação ressalta a concepção e estrutura física do equipamento, apresenta um protótipo de dispositivo já desenvolvido, realiza estudos experimentais de desempenho e, por fim, estabelece termos comparativos entre os desempenhos do regulador em pauta através dos recursos computacionais originalmente disponibilizados e a nova formulação aqui proposta. Mestre em Ciências

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2018. A área de estudo localiza-se em Faina-GO, no Greenstone Belt Faina, especificamente dentro do Bloco Arqueano de Goiás, o qual por sua vez está inserido dentro da Faina de Dobramentos Brasília, Província Tocantins. No final dos anos 90, diversos projetos geofísicos sobrepostos foram realizados no Alvo Sertão, dentre os quais estão os levantamentos: magnetométrico, radiométrico, transiente eletromagnético e susceptibilidade magnética. Esse trabalho propôs o reprocessamento e integração desses dados, além da aplicação do método polarização induzida no domínio da frequência, até então não testado na área, objetivando: (i) atestar a importância da utilização de métodos geofísicos na exploração mineral, (ii) verificar a potencialidade do método da polarização induzida no domínio da frequência na identificação de zonas mineralizadas segundo o contexto geológico em questão, (iii) auxiliar através de delimitação das anomalias em ambiente 3D os trabalhos de modelamento geológico do corpo mineralizado e (iv) orientar os trabalhos de sondagem e atestar o potencial de crescimento do alvo. Primeiramente são apresentados os resultados de testes de aquisições 2D com diferentes parâmetros, realizados com o método da polarização induzida no domínio da frequência em uma área com confirmação de mineralização aurífera sulfetada. No campo foram realizados testes de razão sinal-ruído em função de número de leituras por ponto e de configuração de eletrodos (Dipolo dipolo, Wenner e Wenner-Schlumberger) com períodos de injeção de corrente com 2 e 8 segundos, o que possibilitou o cálculo das resistividades, das porcentagens de frequência efetiva e dos fatores metal indicados por diferentes bibliografias. A análise dos dados de campo indicou os parâmetros de aquisição de dados mais efetivos para se obter uma resposta geofísica de qualidade. Os resultados com os diferentes arranjos eletródicos indicam que, apesar de ter uma baixa razão sinal/ruído, o método Dipolo dipolo apresentou contraste lateral mais marcante em todos os parâmetros testados (resistividade, porcentagem do efeito de frequência e fator metal), além de possuir o menor tempo de aquisição, o que o torna mais viável. A reanálise e integração dos dados antigos antecederam a campanha completa de polarização induzida no domínio da frequência e foi fundamental na definição da área do levantamento, disposição das linhas e parâmetros de aquisição. Todos os dados de geofísica fornecidos indicaram um corredor com sinal e geometria coincidente à área de ocorrência dos halos de alteração hidrotermal, onde a mineralização está inserida (área da antiga lavra), as tendências das anomalias geofísicas indicam potencial de mineralização em aberto segundo a direção sudoeste. Essa informação foi validada pelas seções de eletrorresistividade, fator metal e porcentagem de frequência efetiva realizadas nesse projeto. Foram realizadas um total de 15 linhas de aquisição de resistividade, seguidos do processamento, inversão, integração dos dados e, por fim, realizada a modelagem direta do pacote potencialmente mineralizado. The study area is located in Faina-GO, under a Greenstone Belt, called Greenstone Belt Faina. At the end of the 1990s, several contiguous and overlapping geophysical projects were carried out at the Sertão Range, among which the geophysical surveys were: magnetometric, radiometric, transient electromagnetics and magnetic susceptibility. This work proposed the reprocessing and integration of these data, besides the application of induced polarization method (frequency domain), not yet tested in the area, to attest the importance of geophysics in mineral exploration, and to verify the potentiality of the polarization method induced in the identification of mineralized zones in the Sertão target geological context. Firstly, this work presents the results of 2D acquisitions carried out with the frequency domain induced polarization method in an area with confirmation of sulfided gold mineralization. In the field, tests of signal-to-noise ratio were performed according to the number of readings per point, and electrode configuration (Dipole dipole, Wenner and Wenner-Schlumberger) with current injection periods of 2 and 8 seconds. the calculation of resistivities, percentages of effective frequency and metal factors indicated by different bibliographies. Field data analysis indicated the most effective data acquisition parameters to obtain a quality geophysical response. The results with different electrode arrangements indicate that, despite having a low signal-to-noise ratio, the Dipole dipole method showed more marked lateral contrast in all the parameters tested (resistivity, percent frequency effect and metal factor), in addition, it has the shortest acquisition time, which makes it more feasible. After tests, the reanalysis and integration of the old data preceded the induced polarization (frequency domain) campaign and was fundamental in the definition of the survey area, lines layout and acquisition parameters. All geophysical data provided indicated a corridor with sign and geometry coincident to the area of previous mineralization (area of the old mining), the trend follows to the southwest that should be verified later. This information was validated by the sections of electroresistivity, metal factor and percentage frequency effect performed in this project. A total of 15 lines of resistivity acquisition were performed, followed by processing, inversion, data integration and direct modeling of the potentially mineralized package.

Submitted by Aglair Aguiar (aglair@ct.ufrj.br) on 2019-04-25T13:42:58Z No. of bitstreams: 1 864983.pdf: 1648599 bytes, checksum: 1c78e02c48f208eb3c1c8f7ba4ab1152 (MD5) Made available in DSpace on 2019-04-25T13:42:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 864983.pdf: 1648599 bytes, checksum: 1c78e02c48f208eb3c1c8f7ba4ab1152 (MD5) Previous issue date: 2017-07 A identificação de parâmetros modais de bombas centrífugas submersas (BCS) é parte de uma evolução no processo de aumento de confiabilidade deste equipamento, que é instalado em lugares inacessíveis, do ponto de vista de manutenção, para a explotação petrolífera, tais como poços de petróleo offshore e o leito marinho, de forma que qualquer tipo de intervenção é muito custoso, além da perda de produção. Este trabalho visa identificar os parâmetros modais, isto é, as frequências naturais, as taxas de amortecimento e os modos de vibração de uma BCS instalada num poço falso através de testes operacional e de impacto. O método de análise modal operacional empregado foi a Decomposição Melhorada no Domínio da Frequência (EFDD). O mesmo método foi aplicado na identificação dos parâmetros modais utilizando testes de impacto. Um algoritmo do EFDD foi desenvolvido e testado utilizando-se sinais teóricos e de teste de impacto realizado numa haste metálica. No estudo de caso, utilizando uma BCS, os parâmetros modais identificados foram comparados com os obtidos utilizando-se um software comercial, utilizando uma metodologia no domínio da frequência, e um algoritmo de identificação modal no domínio do tempo conhecido como ERA (Eigen Realization Algorithm). The identification of modal parameters of electrical submersible pumps (ESP) is part of the process of increasing the reliability of this equipment, which is installed in places that are inaccessible, from a maintenance point of view, for oil exploitation, such as offshore oil wells and seabed, so that any type of intervention is very costly, in addition to production loss. This work aims to identify the modal parameters, that is, the natural frequencies, damping rates and vibration modes of an ESP installed in a mock well through operational and impact tests. The operational modal analysis method employed was the Enhanced Frequency Domain Decomposition (EFDD). The same method was used to identify the modal parameters through impact tests. An EFDD algorithm was developed and tested using theoretical signals and impact test performed on a metal bar. In the case study, using an ESP, the identified modal parameters were compared with those obtained using commercial software and a time domain modal identification algorithm known as Eigen Realization Algorithm (ERA).

Among the image denoising methods in state-of-the-art the Non Local Means (NLM) is highlighted due to its efficiency. However, its computational complexity becomes an obstacle to most applications. In this paper, we propose a new approach which aims to reduce processing time, without resorting to search windows, thus preserving the non-local calculations that characterize NLM. The proposed method uses K-means clustering to group pixels with similar neighborhood in the frequency domain by Discrete Cosine Transform. In order to avoid harsh transitions at cluster borders, one pixel can be assigned to different clusters. After this initial step, the NLM algorithm performs a cluster-based search. Experimental results testify a reduction in the computational time around 19 times and, in some cases, improvements in the Mean Squared Error values, when compared to the original algorithm. Nenhuma Dentre os algoritmos de remoção de ruído de imagens no estado da arte, o Non Local Means (NLM) ganha destaque devido a sua eficiência. No entanto, sua complexidade computacional torna-se um obstáculo para a maioria das aplicações atuais. Neste trabalho propõe-se uma nova abordagem que visa reduzir o tempo de processamento, sem recorrer a janelas de busca, preservando assim os cálculos não locais que caracterizam o NLM. O método proposto usa o algoritmo de agrupamento K-means para agrupar pixels com vizinhanças semelhantes no domínio da frequência através da Transformada discreta do cosseno. Para evitar transações severas nas bordas dos agrupamentos, um pixel pode ser atribuído a diferentes clusters. Após esse passo inicial, o algoritmo NLM executa uma pesquisa baseada em cluster. Os resultados experimentais testificam uma redução em torno de 19 vezes no tempo computacional e, em alguns casos, melhorias nos valores de Erro Quadrático Médio, quando comparados ao algoritmo original.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-07-30Bitstream added on 2014-06-13T19:55:34Z : No. of bitstreams: 1 freitas_tc_me_ilha.pdf: 1484818 bytes, checksum: 9f0ca1d5825d93918e44fc9b31aae513 (MD5) Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL) Este trabalho apresenta o estudo, a implementação e a aplicação de duas técnicas de identificação de parâmetros modais utilizando apenas as respostas da estrutura, denominadas: Identificação Estocástica de Subespaço (IES) e Decomposição no Domínio da Freqüência (DDF). A IES é baseada na Decomposição em Valores Singulares (DVS) da projeção ortogonal do espaço das linhas das saídas futuras no espaço das linhas das saídas passadas. Uma vez realizada a DVS da projeção ortogonal é possível obter o modelo de espaço de estado da estrutura e os parâmetros modais são estimados diretamente através da decomposição em autovalores e autovetores da matriz dinâmica. A DDF é baseada na DVS da matriz de densidade espectral de potência de saída nas linhas de freqüências correspondentes a região em torno de um modo. O primeiro vetor singular obtido para cada linha de freqüência contém as respectivas informações daquele modo e os correspondentes valores singulares levam a função densidade espectral de um sistema equivalente de um grau de liberdade (1GL), permitindo a obtenção dos parâmetros do respectivo modo. Os métodos são avaliados utilizando dados simulados e experimentais. Os resultados mostram que as técnicas implementadas são capazes de estimar os parâmetros modais de estruturas utilizando apenas as respostas. This work presents the study, implementation and application of the two techniques for the modal parameters identification using only response data: Stochastic Subspace Identification (SSI) and Frequency Domain Decomposition (FDD). The SSI is based on Singular Value Decomposition (SVD) of the orthogonal projection of the future output row space in the past output row space. After the completion of the SVD of the orthogonal projection, is possible to get the state space model of the structure and the modal parameters are estimated directly through the eigenvalues and eigenvectors decomposition of the dynamic matrix. The FDD is based on the SVD of the output power spectral density matrix in the frequencies lines around a mode. The first singular vector obtained for each frequency line contains the respective information about this mode and the corresponding spectral density function leads to an equivalent system of one degree of freedom (1 DOF), allowing the calculation of the parameters of the mode. The methods are evaluated using simulated and experimental data. The results show that the techniques implemented are capable to estimate the modal parameters of structures using only response data.

Este artigo descreve o modelo de linhas de transmissao aereas baseado no ajuste da Matriz de Admitâncias Nodais dependente da frequencia. O modelo e uma aproximacao da Matriz de Admitância Nodais em funcao da frequencia empregando funcoes racionais. Sao avaliados diversos metodos para a simulacao da resposta no tempo como a integracao numerica pela regra trapezoidal aplicada a representacao em espaco de estados, formula de inversao da transformada de Fourier e a representacao por meio de uma rede eletrica equivalente. O objetivo e desenvolver um conjunto de ferramentas que permitam avaliar a precisao de modelos disponiveis em programas de transitorios eletromagneticos. Os resultados obtidos sao comparados com aqueles fornecidos pelo programa ATP-EMTP.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-05-17Bitstream added on 2014-06-13T20:35:25Z : No. of bitstreams: 1 borges_as_me_ilha.pdf: 1848055 bytes, checksum: baddb0e3ae6ff7e75ac2a367efd5a7a3 (MD5) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) O presente trabalho propõe o estudo e implementação de uma metodologia para a estimação dos parâmetros modais de estruturas utilizando uma técnica de identificação baseada apenas na resposta do modelo, denominada Decomposição no Domínio da Freqüência (DDF). Para tal são abordados os conceitos básicos envolvidos na análise modal, análise modal baseada apenas na resposta e métodos de identificação. A formulação do algoritmo é baseada na decomposição da matriz densidade espectral de potência utilizando a técnica da decomposição em valores singulares (SVD). A decomposição da matriz densidade espectral nas linhas de freqüências correspondentes aos picos de amplitude, permite a estimativa dos modos de vibrar do sistema. Tem-se ainda que, o primeiro vetor singular obtido com a decomposição da matriz densidade espectral, para cada linha de freqüência, na região em torno do modo, contém as respectivas informações daquele modo e o correspondente valor singular leva a uma estimativa da função densidade espectral de um sistema de um grau de liberdade (1GL) equivalente. Neste caso, a matriz densidade espectral de saída é decomposta em um conjunto de sistemas de 1 grau de liberdade. Posteriormente, esses dados são transformados para o domínio do tempo, utilizando a transformada inversa de Fourier, e as razões de amortecimento são estimadas utilizando o conceito de decremento logaritmo. A metodologia é avaliada, numa primeira etapa, utilizando dados simulados e posteriormente utilizando dados experimentais. The present work proposes the study and implementation of a methodology for the estimating of the modal parameters of structures by using the output-only data. The technique called Frequency Domain Decomposition (DDF) identifies the modal parameters without knowing the input. For that, it is discussed the basic concepts involved in identification, modal analysis and output-only modal analysis. The formulation of the algorithm is based on the decomposition of the power spectral density matrix by using the singular values decomposition technique (SVD). The decomposition of the spectral density matrix for the lines of frequency corresponding to the amplitude peaks, allows the estimating of the modes shape of the system. Additionally, the first singular vector obtained with the decomposition of the spectral density matrix, for each line of frequency, in the area around of the peak, contains the respective information of that mode. The corresponding singular value leads to an estimating of the spectral density function of an equivalent system of one degree of freedom. Therefore, the output spectral density matrix is decomposed in a set of one degree of freedom system. Later on, those data are transformed for the time domain by using the inverse Fourier transform and the damping ratios estimated from the crossing times and the logarithm decrement of the corresponding single degree of freedom system correlation function. The methodology is evaluated using simulated and experimental data.