Solução de problemas inversos de transferência radiativa em meios heterogêneos unidimensionais e uma e duas camadas utilizando o algoritmo dos vagalumes

Esta tese apresenta um estudo sobre modelagem computacional onde são aplicadas meta-heurísticas de otimização na solução de problemas inversos de transferência radiativa em meios unidimensionais com albedo dependente da variável óptica, e meios unidimensionais de duas camadas onde o problema inverso é tratado como um problema de otimização. O trabalho aplica uma meta-heurística baseada em comportamentos da natureza conhecida como algoritmo dos vagalumes. Inicialmente, foram feitos estudos comparativos de desempenho com dois outros algoritmos estocásticos clássicos. Os resultados encontrados indicaram que a escolha do algoritmo dos vagalumes era apropriada. Em seguida, foram propostas outras estratégias que foram inseridas no algoritmo dos vagalumes canônico. Foi proposto um caso onde se testou e investigou todas as potenciais estratégias. As que apresentaram os melhores resultados foram, então, testadas em mais dois casos distintos. Todos os três casos testados foram em um ambiente de uma camada, com albedo de espalhamento dependente da posição espacial. As estratégias que apresentaram os resultados mais competitivos foram testadas em um meio de duas camadas. Para este novo cenário foram propostos cinco novos casos de testes. Os resultados obtidos, pelas novas variantes do algoritmo dos vagalumes, foram criticamente analisados.

Roteamento e alocação de comprimento de onda em redes WDM segundo algoritmo baseado em regras da natureza.

O surgimento de novos serviços de telecomunicações tem provocado um enorme aumento no tráfego de dados nas redes de transmissão. Para atender a essa demanda crescente, novas tecnologias foram desenvolvidas e implementadas ao longo dos anos, sendo que um dos principais avanços está na área de transmissão óptica, devido à grande capacidade de transporte de informação da fibra óptica. A tecnologia que melhor explora a capacidade desse meio de transmissão atualmente é a multiplexação por divisão de comprimento de onda ou Wavelength Division Multiplexing (WDM) que permite a transmissão de diversos sinais utilizando apenas uma fibra óptica. Redes ópticas WDM se tornaram muito complexas, com enorme capacidade de transmissão de informação (terabits por segundo), para atender à explosão de necessidade por largura de banda. Nesse contexto, é de extrema importância que os recursos dessas redes sejam utilizados de forma inteligente e otimizada. Um dos maiores desafios em uma rede óptica é a escolha de uma rota e a seleção de um comprimento de onda disponível na rede para atender uma solicitação de conexão utilizando o menor número de recursos possível. Esse problema é bastante complexo e ficou conhecido como problema de roteamento e alocação de comprimento de onda ou, simplesmente, problema RWA (Routing and Wavelentgh Assignment problem). Muitos estudos foram realizados com o objetivo de encontrar uma solução eficiente para esse problema, mas nem sempre é possível aliar bom desempenho com baixo tempo de execução, requisito fundamental em redes de telecomunicações. A técnica de algoritmo genético (AG) tem sido utilizada para encontrar soluções de problemas de otimização, como é o caso do problema RWA, e tem obtido resultados superiores quando comparada com soluções heurísticas tradicionais encontradas na literatura. Esta dissertação apresenta, resumidamente, os conceitos de redes ópticas e de algoritmos genéticos, e descreve uma formulação do problema RWA adequada à solução por algoritmo genético.

Desenvolvimento e implementação de algoritmo para análise de dutos fabricados ou reparados com material compósito carregados com pressão interna utilizando o método dos elementos finitos.

A integridade de dutos ganha importância à medida em que o desenvolvimento da indústria expande a malha para transportar líquidos e gases num contexto de aumento das exigências ambientais. Um importante aliado para manutenção da integridade de dutos são reparos de materiais compósitos. Estes materiais apresentam baixa densidade, capacidade de direcionar resistência de acordo com as direções das solicitações, execução de reparo a frio sem necessidade de interromper produção ou grande maquinário. Este trabalho tem como objetivo desenvolver e implementar um algoritmo de elementos finitos que permita avaliar os esforços e a resistência das paredes de um tubos fabricados ou reparados com laminados de material compósito carregados com pressão interna. Entre as vantagens de desenvolver um programa tem-se: agilidade de avaliação, menor custo com licença, menores exigências computacionais, possibilidade de desenvolver o programa e o melhor entendimento da modelagem dos fenômenos. Utiliza-se como entrada do programa o diâmetro do duto, pressão interna e parâmetros do laminado. A modelagem em elementos finitos é realizada a partir da teoria clássica de laminados. Aplicando o carregamento resultante da pressão interna, determina-se os deslocamentos e são calculadas as tensões e aplicado o critério de falha de Tsai-Hill em cada camada. Estudos experimentais e numéricos encontrados na literatura foram simulados com o programa gerado e os resultados para propriedades do laminado, tensões nos dutos e pressão de ruptura apresentam concordância com os resultados da literatura.O programa ainda tem sua estrutura modificada para encontrar a pressão de falha a partir dos dados do laminado. O programa implementado permite uma avaliação rápida de resistência do reparo e possibilita avaliar rapidamente a resposta a mudanças nos parâmetros de projeto do laminado.

Integration of submersible transect data and high-resolution multibeam sonar imagery for a habitat-based groundfish assessment of Heceta Bank, Oregon

In the face of dramatic declines in groundfish populations and a lack of sufficient stock assessment information, a need has arisen for new methods of assessing groundfish populations. We describe the integration of seafloor transect data gathered by a manned submersible with high-resolution sonar imagery to produce a habitat-based stock assessment system for groundfish. The data sets used in this study were collected from Heceta Bank, Oregon, and were derived from 42 submersible dives (1988–90) and a multibeam sonar survey (1998). The submersible habitat survey investigated seafloor topography and groundfish abundance along 30-minute transects over six predetermined stations and found a statistical relationship between habitat variability and groundfish distribution and abundance. These transects were analyzed in a geographic information system (GIS) by using dynamic segmentation to display changes in habitat along the transects. We used the submersible data to extrapolate fish abundance within uniform habitat patches over broad areas of the bank by means of a habitat classification based on the sonar imagery. After applying a navigation correction to the submersible-based habitat segments, a good correlation with major boundaries on the backscatter and topographic boundaries on the imagery were apparent. Extrapolation of the extent of uniform habitats was made in the vicinity of the dive stations and a preliminary stock assessment of several species of demersal fish was calculated. Such a habitat-based approach will allow researchers to characterize marine communities over large areas of the seafloor.

Estimation of fishery resources by sonar surveys

The methodology adopted by the Pelagic Fishery Project, Cochin for surveying the surface fish schools with sonar equipment, is described. The estimates of the biomass arrived at from the surveys conducted during 1975-78 are presented.

Echolocation click sounds from wild inshore finless porpoise (Neophocaena phocaenoides sunameri) with comparisons to the sonar of riverine N. p. asiaeorientalis

Acoustic signals from wild Neophocaena phocaenoides sunameri were recorded in the waters off Liao-dong-wan Bay located in Bohai Sea, China. Signal analysis shows that N. p. sunameri produced "typical" phocoenid clicks. The peak frequencies f(p), of clicks ranged from. 113 to 131 kHz with an average of 121 +/- 3.78 kHz (n=71). The 3 dB bandwidths Delta f ranged from 10.9 to 25.0 kHz with an average of 17.5 +/- 3.30 kHz. The signal durations At ranged from 56 to 109 mu s with an average 80 +/- 11.49 mu s. The number of cycles N, ranged from 7 to 13 with an average of 9 +/- 1.48. With increasing peak frequency there was a faint tendency of decrease in bandwidth, which implies a nonconstant value of f(p)/Delta f. On occasion there were some click trains with faint click energy presenting below 70 kHz, however, it was possibly introduced by interference effect from multiple pulses structures. The acoustic parameters of the clicks were compared between the investigated population and a riverine population of finless porpoise. (c) 2007 Acoustical Society of America.

Sonar gain control in echolocating finless porpoises (Neophocaena phocaenoides) in an open water (L)

Source levels of echolocating free-ranging Yangtze finless porpoise (Neophocaena phocaenoides asiaeorientalis) were calculated using a range estimated by measuring the time delays of the signals via the surface and bottom reflection paths to the hydrophone, relative to the direct signal. Peak-to-peak source levels for finless porpoise were from 163.7 to 185.6 dB re:1 mu Pa. The source levels are highly range dependent and varied approximately as a function of the one-way transmission loss for signals traveling from the animals to the hydrophone. (c) 2006 Acoustical Society of America.

Off-axis sonar beam pattern of free-ranging finless porpoises measured by a stereo pulse event data logger

The off-axis sonar beam patterns of eight free-ranging finless porpoises were measured using attached data logger systems. The transmitted sound pressure level at each beam angle was calculated from the animal's body angle, the water surface echo level, and the swimming depth. The beam pattern of the off-axis signals between 45 and 115 (where 0 corresponds to the on-axis direction) was nearly constant. The sound pressure level of the off-axis signals reached 162 dB re 1 mPa peak-to-peak. The surface echo level received at the animal was over 140 dB, much higher than the auditory threshold level of small odontocetes. Finless porpoises are estimated to be able to receive the surface echoes of off-axis signals even at 50-m depth. Shallow water systems (less than 50-m depth) are the dominant habitat of both oceanic and freshwater populations of this species. Surface echoes may provide porpoises not only with diving depth information but also with information about surface direction and location of obstacles (including prey items) outside the on-axis sector of the sonar beam. 2005 Acoustical Society of America.

Um algoritmo para geração de caminhos em grafos a partir de um vértice.

Revisão de conceitos sobre Grafos. Algoritmo. Complexidade. Exemplos de execução. Código fonte.

Lacustrine flow (divers, side scan sonar, hydrogeology, water penetrating radar) used to understand the location of a drowned person

An unusual application of hydrological understanding to a police search is described. The lacustrine search for a missing person provided reports of bottom-water currents in the lake and contradictory indications from cadaver dogs. A hydrological model of the area was developed using pre-existing information from side scan sonar, a desktop hydrogeological study and deployment of water penetrating radar (WPR). These provided a hydrological theory for the initial search involving subaqueous groundwater flow, focused on an area of bedrock surrounded by sediment, on the lake floor. The work shows the value a hydrological explanation has to a police search operation (equally to search and rescue). With hindsight, the desktop study should have preceded the search, allowing better understanding of water conditions. The ultimate reason for lacustrine flow in this location is still not proven, but the hydrological model explained the problems encountered in the initial search.