Aging and stationary properties of non-equilibrium symmetrical three-state models

We consider a non-equilibrium three-state model whose dynamics is Markovian and displays the same symmetry as the three-state Potts model, i.e. the transition rates are invariant under the cyclic permutation of the states. Unlike the Potts model, detailed balance is, in general, not satisfied. The aging and the stationary properties of the model defined on a square lattice are obtained by means of large-scale Monte Carlo simulations. We show that the phase diagram presents a critical line, belonging to the three-state Potts universality class, that ends at a point whose universality class is that of the Voter model. Aging is considered on the critical line, at the Voter point and in the ferromagnetic phase.

Critical behavior of a contact process with aperiodic transition rates

We performed Monte Carlo simulations to investigate the steady-state critical behavior of a one-dimensional contact process with an aperiodic distribution of rates of transition. As in the presence of randomness, spatial fluctuations can lead to changes of critical behavior. For sufficiently weak fluctuations, we give numerical evidence to show that there is no departure from the universal critical behavior of the underlying uniform model. For strong spatial fluctuations, the analysis of the data indicates a change of critical universality class.

Finite temperature effective actions

We present, from first principles, a direct method for evaluating the exact fermion propagator in the presence of a general background held at finite temperature, which can be used to determine the finite temperature effective action for the system. As applications, we determine the complete one loop finite temperature effective actions for (0 + 1)-dimensional QED as well as the Schwinger model. These effective actions, which are derived in the real time (closed time path) formalism, generate systematically all the Feynman amplitudes calculated in thermal perturbation theory and also show that the retarded (advanced) amplitudes vanish in these theories. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Infrared chiral anomaly at finite temperature

We study the Schwinger model at finite temperature and show that a temperature dependent chiral anomaly may arise from the long distance behavior of the electric field. At high temperature this anomaly depends linearly on the temperature T and is present not only in the two point function, but also in all even point amplitudes. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

A conformal invariant growth model

We present a one-parameter extension of the raise and peel one-dimensional growth model. The model is defined in the configuration space of Dyck (RSOS) paths. Tiles from a rarefied gas hit the interface and change its shape. The adsorption rates are local but the desorption rates are non-local; they depend not only on the cluster hit by the tile but also on the total number of peaks (local maxima) belonging to all the clusters of the configuration. The domain of the parameter is determined by the condition that the rates are non-negative. In the finite-size scaling limit, the model is conformal invariant in the whole open domain. The parameter appears in the sound velocity only. At the boundary of the domain, the stationary state is an adsorbing state and conformal invariance is lost. The model allows us to check the universality of non-local observables in the raise and peel model. An example is given.

Search for first harmonic modulation in the right ascension distribution of cosmic rays detected at the Pierre Auger Observatory

We present the results of searches for dipolar-type anisotropies in different energy ranges above 2.5 x 10(17) eV with the surface detector array of the Pierre Auger Observatory, reporting on both the phase and the amplitude measurements of the first harmonic modulation in the right-ascension distribution. Upper limits on the amplitudes are obtained, which provide the most stringent bounds at present, being below 2% at 99% C.L. for EeV energies. We also compare our results to those of previous experiments as well as with some theoretical expectations. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Absolute configuration reassignment of two chromanes from Peperomia obtusifolia (Piperaceae) using VCD and DFT calculations

Previous analysis of the ECD spectra of two prenylated benzopyrans isolated from Peperomia obtusifolia, by means of the helicity rule for the chromane chromophore, resulted in the incorrect assignment of their absolute configuration, (5) instead of (R) for a deduced P-helicity of the chromane ring for the (+)-enantiomers. This was discovered by the application of DFT calculations and VCD spectroscopy. Experimental and calculated (B3LYP/6-31G(d)) VCD and IR spectra were compared, and a definitive absolute configuration of (+)-1 and (+)-2 is reassigned directly in solution as (R). The assumption of equatorial positioning of bulky groups, shown here to be invalid for the title molecules, is the underlying cause of the previous incorrect assignment of absolute configuration. Moreover, TDDFT (B3LYP/6-311++G(2d,2p)//B3LYP/6-31G(d)) calculations of ECD spectra have shown that both P- and M-helicity of the heterocyclic ring, for a given absolute configuration, lead to the same sign for the (1)L(b) ECD band, thus bringing into question the validity of the empirical ECD helicity rule for chromane molecules. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Intrachain Energy Migration to Weak Charge-Transfer State in Polyfluorene End-Capped with Naphthalimide Derivative

Polyfluorene end-capped with N-(2-benzothiazole)-1 8-naphthalimide (PF-BNI) is a highly fluorescent material with fluorescence emission modulated by solvent polarity Its low energy excited state is assigned as a mixed configuration state between the singlet S(1) of the fluorene backbone (F) with the charge transfer (CI) of the end group BNI The triexponential fluorescence decays of PF-BNI were associated with fast energy migration to form an intrachain charge-transfer (ICCT) state polyfluorene backbone decay and ICCT deactivation Time-resolved fluorescence anisotropy exhibited biexponential relaxation with a fast component of 12-16 ps in addition to a slow one in the range 0 8-1 4 ns depending on the solvent showing that depolarization occurs from two different processes energy migration to form the ICCT state and slow rotational diffusion motion of end segments at a longer time Results from femtosecond transient absorption measurements agreed with anisotropy decay and showed a decay component of about 16 ps at 605 nm in PF BNI ascribed to the conversion of S(1) to the ICCT excited state From the ratio of asymptotic and initial amplitudes of the transient absorption measurement the efficiency of intrachain ICCT formation is estimated in 0 5 which means that on average, half of the excited state formed in a BNI-(F)(n)-BNI chain with n = 32 is converted to its low energy intrachain charge-transfer (ICCT) state

Um método para detectar falhas incipientes em máquinas rotativas baseado em análise de vibração e lógica Fuzzy

Este trabalho apresenta um método para detectar falhas no funcionamento de máquinas rotativas baseado em alterações no padrão de vibração do sistema e no diagnóstico da condição de operação, por Lógica Fuzzy. As modificações ocorridas são analisadas e servem como parâmetros para predizer falhas incipientes bem como a evolução destas na condição de operação, possibilitando tarefas de manutenção preditiva. Utiliza-se uma estrutura mecânica denominada de Sistema Rotativo (Figura 1), apropriada para as simulações das falhas. Faz-se a aquisição de dados de vibração da máquina usando-se um acelerômetro em chip biaxial de baixa potência. As saídas são lidas diretamente por um contador microprocessador não requerendo um conversor A/D. Um sistema de desenvolvimento para processamento digital de sinais, baseado no microprocessador TMS320C25, o Psi25, é empregado na aquisição dos sinais de vibração (*.dat), do Sistema Rotativo. Os arquivos *.dat são processados através da ferramenta matemática computacional Matlab 5 e do programa SPTOOL. Estabelece-se o padrão de vibração, denominado assinatura espectral do Sistema Rotativo (Figura 2) Os dados são analisados pelo sistema especialista Fuzzy, devidamente calibrado para o processo em questão. São considerados, como parâmetros para a diferenciação e tomada de decisão no diagnóstico do estado de funcionamento pelo sistema especialista, a freqüência de rotação do eixo-volante e as amplitudes de vibração inerentes a cada situação de avaria. As falhas inseridas neste trabalho são desbalanceamentos no eixovolante (Figura 1), através da inserção de elementos desbalanceadores. A relação de massa entre o volante e o menor elemento desbalanceador é de 1:10000. Tomando-se como alusão o conhecimento de especialistas no que se refere a situações normais de funcionamento e conseqüências danosas, utilizam-se elementos de diferentes massas para inserir falhas e diagnosticar o estado de funcionamento pelo sistema fuzzy, que apresenta o diagnóstico de formas qualitativa: normal; falha incipiente; manutenção e perigo e quantitativa, sendo desta maneira possível a detecção e o acompanhamento da evolução da falha.

Projeto, construção e determinação de propriedades de amortecedor viscoelástico para uso em estruturas

Esta dissertação apresenta uma contribuição à compreensão e quantificação do amortecimento em amortecedores, como uma base para o projeto e construção de um amortecedor viscoelástico e determinação experimental de suas propriedades, para aplicação na redução das amplitudes de vibração, em estruturas submetidas a excitações dinâmicas. Uma breve revisão histórica do uso de amortecedores viscoelásticos, na indústria de construções, é inicialmente apresentada. Modelos reológicos são então discutidos, com ênfase sobre a influência da temperatura, freqüência, amplitude de deslocamento, envelhecimento e pré-carga sobre os parâmetros de amortecimento. Modelos matemáticos disponíveis necessários para a descrição do fenômeno e métodos para a medida do amortecimento são, a seguir, descritos. Finalmente, um amortecedor viscoelástico é projetado e construído, utilizando-se recursos locais. Seu comportamento é experimentalmente determinado em uma máquina de teste servo-hidráulica MTS-810. A influência de vários fatores, tais como temperatura, freqüência e amplitude de vibração são avaliados, e conclusões são tiradas sobre a aplicação deste tipo de amortecedor, em construções e estruturas industriais.

Programa postural para escolares do ensino fundamental

É sabido que crianças e adolescentes podem ser acometidas de dor nas costas de forma aguda ou até mesmo crônica (SALMINEN, PENTTI E TERHO, 1992; KRISTJÁNDÓTTIR, 1996; WEDDERKOPP et al. 2001). Essa ocorrência muitas vezes está associada às atividades escolares que fazem parte do cotidiano desta população (SOUZA, ÁVILA E MORO, 1999; GRIMMER E WILLIAMS, 2000). Os programas de prevenção, baseados nos princípios da Escola Postural (SOUZA, 1996), podem ser uma alternativa para minimizar os efeitos provocados pela repetição excessiva dos movimentos, na medida em que os discute e pratica de forma biomecanicamente adaptada a sua realidade (MÉNDEZ E GÓMEZ-CONESA, 2001; CARDON, DE CLERCQ E BOURDEAUDHUIJ, 2002). Este trabalho situa-se nessa perspectiva. Seu objetivo foi verificar a influência do Programa Postural para Escolares do Ensino Fundamental na (1) execução e (2) aplicação das Atividades de Vida Diária (AVD’S) dos escolares, na (3) forma como percebem e justificam suas posturas frente a algumas tarefas escolares cotidianas e na (4) Amplitude de Movimento Articular do tornozelo, quadril e coluna lombar. A amostra foi composta de um grupo controle (n=29; idade média=15,38 anos ±0,97) e um grupo experimental (n=32; idade média=14 anos ±0,93), selecionados intencionalmente. O Programa postural consistiu em vinte encontros de 50 minutos cada, duas vezes por semana. Os encontros eram teórico-práticos e abordavam as atividades de vida diária relacionadas ao cotidiano escolar: sentar, permanecer sentado, permanecer sentado para escrever em sala de aula, transportar o material escolar e pegar objetos leves e pesados do chão Foram seis os instrumentos utilizados para avaliar o programa: (1) Observação das Atividades de Vida Diária através de Vídeo (ROCHA e SOUZA, 1999); (2) Questionário sobre as Atividades de Vida Diária – Versão para os Escolares; (3) Observação da Postura Sentada para Escrever em Sala de Aula; (4) Questionário sobre as Atividades de Vida Diária – Versão para os Pais; (5) Entrevista sobre as respostas dos escolares ao seus questionários sobre as AVD’S e (6) mensuração da Amplitude de Movimento Articular do tornozelo, quadril e coluna lombar. Os grupos realizaram todas as avaliações tanto no pré-teste quanto no pós-teste mas apenas o grupo experimental participou do programa postural. Os resultados mostraram que o Programa Postural influenciou significativamente o grupo experimental nas Atividades de Vida Diária (Instrumento 1; p≤0,004), nas tarefas de sentar e sentar para escrever (Instrumento 2; p≤0,02) e na postura sentada para escrever em sala de aula (Instrumento 3; p=0,001). Além disso, as respostas dos alunos às entrevistas mostraram que houve modificação qualitativa na forma de analisar as posições assumidas no ambiente escolar. Não foi observada influência estatisticamente significativa do Programa no questionário sobre as atividades de vida diária – versão para os pais (Instrumento 4) e na avaliação das amplitudes de movimento articular (Instrumento 6). Concluiu-se com este estudo que o Programa Postural para Escolares do Ensino Fundamental foi eficiente na melhoria da execução das AVD’s dos participantes, especialmente nos atos de sentar e permanecer sentado para escrever, assim como, na aplicação da postura sentada para escrever em sala de aula.

Dinâmica estocástica de íons sujeitos a um conjunto quase-monocromático de ondas do tipo híbrida inferior

Neste trabalho, estudamos a interação de íons com um conjunto quase-monocromático de ondas eletrostáticas de frequência na faixa das frequências híbridas inferiores, propagando-se perpendicularmente a um campo magnético uniforme. Consideramos que as fases das ondas são aleatoriamente distribuídas (ondas incoerentes), tratando o caso de ondas de fases coerentes (ondas coerentes) como um caso particular. Derivamos o Hamiltoniano adequado a esse sistema, e deduzimos as equações de movimento, cujas soluções são analisadas numericamente, mostrando a ocorrência de difusão estocástica no espaçoo de fase ângulo-ação, para amplitudes de onda suficientemente grandes. Também fazemos estimativas sobre a amplitude mínima (threshold) para o aparecimento de ilhas de primeira ordem no espaço de fase. Estimamos, também, o limiar para as ilhas de segunda ordem e de ordens maiores, bem como o limiar de estocasticidade. A análise mostra que para o caso de várias ondas o comportamento estocástico ocorre antes do limiar de estocasticidade comparado com o caso de uma onda. No caso de ondas coerentes, observa-se que o limiar de estocasticidade diminui com o aumento do número de ondas que comp˜oem o conjunto de ondas, proporcionalmente ao inverso da raiz quadrada deste número, portanto, tendendo a ser nulo no limite em que o número de ondas no pacote tende a infinito. No caso de ondas incoerentes, observa-se também uma diminuição do limiar de estocasticidade com o aumento do número de ondas, mas nesse caso, saturando com valor até um terço do valor do limiar de estocasticidade para o caso de uma onda. Observa-se também que o limite superior da região de estocasticidade no espaço de fase aumenta com o aumento do número de ondas. No caso de ondas coerentes, esse aumento é proporcional à raiz cúbica do número de ondas que compõem o conjunto de ondas. No caso de ondas incoerentes o limite superior da região de estocasticidade têm um aumento de até o dobro em relação ao caso de uma onda. A análise também mostra que o mecanismo da estocasticidade para o caso de várias ondas é diferente do mecanismo atuante no caso de uma onda. No caso de uma onda, a estocasticidade ocorre por superposição de ilhas de ordens maiores do que um, com o aumento da intensidade da onda. No caso de várias ondas, a presençaa de ondas de frequências próximas à frequência de ressonância causa pequenas perturbações na trajetória principal das partículas, causada pela onda central, espalhando-a pelo espaço de fase de forma mais eficiente que o mecanismo de estocasticidade para o caso de uma onda.

Manutenção centrada em confiabilidade e análise de vibração

As empresas, cada vez mais, buscam a redução de custo, para serem mais competitivas. A necessidade de aumentar a vida útil dos equipamentos, através de técnicas apropriadas é prioritário para manutenção dos ativos. Neste trabalho estudou-se o método para implantação da análise e monitoramento da vibração em equipamentos rotativos, com base nos conceitos da manutenção centrada em confiabilidade, usando técnicas preditiva e pró-ativa de manutenção pela condição, com foco na tarefa. Primeiramente foi analisado o comportamento dos componentes em relação ao processo de falha, como as falhas atuam, os tipos de modos de falha, falhas funcionais e seus efeitos. Após foram analisados e selecionados os critérios de níveis de vibração para os equipamentos rotativos em função da potência e rotação. Também, foi determinado em que condições os espectros seriam analisados em função da amplitude e freqüência de rotação. Então, foram preparados os locais para coletas dos dados de vibração. Assim, os níveis de vibração global foram coletados em função das amplitudes, em cada posição específica do equipamento em seu plano. Isto faz com que, análise dos níveis globais de vibração e o diagnóstico através do espectro e a forma de onda, permitissem encontrar a causa do problema. Finalmente, são apresentados os resultados em níveis de amplitude, espectro após ações, a correção da causa do problema e os tipos de defeitos de tendência de falhas e a implementação do método.

Dissipação de energia em estruturas com utilização de polímeros termoplásticos

Esta dissertação tem por objetivo contribuir à compreensão dos mecanismos e efeitos de dissipação de energia em estruturas mediante a utilização de materiais viscoelásticos. São obtidas experimentalmente as propriedades destes polímeros termoplásticos enfatizando seu uso como meio de redução das amplitudes de vibrações em estruturas submetidas a ações dinâmicas. Inicialmente, apresenta-se uma breve resenha histórica sobre o uso de materiais viscoelásticos com finalidade de amortecimento estrutural. São descritos modelos reológicos referentes ao comportamento mecânico, químico e térmico e também modelos matemáticos relacionados ao fenômeno do amortecimento necessários para o desenvolvimento do projeto dos amortecedores. A seguir, descreve-se detalhadamente o projeto, construção e análise de dissipadores de energia confeccionados com polímeros termoplásticos, mediante aplicações de carregamentos harmônicos cíclicos, é análisado seu comportamento. Finalmente, faz-se uma análise numérica da influência da incorporação de dissipadores numa estrutura real com problemas de vibrações excessivas. Conclusões sobre a aplicação deste tipo de amortecedor em estruturas em geral são apresentadas.

Influência de parâmetros moleculares em funções de correlação temporal na dinâmica de solvatação mecânica

No presente trabalho descrevemos nossos resultados relativos à investigação da dinâmica de solvatação mecânica por meio de simulações por dinâmica molecular, respeitando o regime da resposta linear, em sistemas-modelo de argônio líquido com um soluto monoatômico ou diatômico dissolvido. Estudamos sistematicamente a influência dos parâmetros moleculares dos solutos (tamanho, polarizabilidade) e da densidade frente a vários modelos de solvatação. Funções de Correlação Temporal da Energia de Solvatação foram calculadas com relação à correlações de n-corpos (n = 2; 3) distinguindo interações repulsivas e atrativas para ambos os sistemas líquidos. Também obtivemos segundas derivadas temporais dessas funções referindo-se à parcelas translacionais, rotacionais e roto-translacionais na solução do diatômico. Encontramos que funções de correlação temporal coletivas podem ser razoavelmente bem aproximadas por correlações binárias a densidades baixas e, a densidades altas, correlações ternárias tornam-se mais importantes produzindo um descorrelacionamento mais rápido das funções coletivas devido a efeitos de cancelamento parciais. As funções de correlação para interações repulsivas e atrativas exibem comportamentos dinâmicos independentes do modelo de solvatação devido a fatores de escalonamento linear que afetam apenas as amplitudes das dessas funções de correlação temporal. Em geral, os sistemas com grau de liberdade rotacional apresentam tempos de correlação mais curtos para a dinâmica coletiva e tempos de correlação mais longos para as funções binárias e ternárias. Finalmente, esse estudo mostra que os sistemas contendo o diatômico relaxam-se predominantemente por mecanismos translacionais binários em modelos de solvatação envolvendo alterações apenas na polarizabilidade do soluto, e por mecanismos rotacionais atrativos binários em modelos envolvendo alterações no comprimento de ligação.