Stress correlation function evolution in lattice solid elasto-dynamic models of shear and fracture zones and earthquake prediction

It has been argued that power-law time-to-failure fits for cumulative Benioff strain and an evolution in size-frequency statistics in the lead-up to large earthquakes are evidence that the crust behaves as a Critical Point (CP) system. If so, intermediate-term earthquake prediction is possible. However, this hypothesis has not been proven. If the crust does behave as a CP system, stress correlation lengths should grow in the lead-up to large events through the action of small to moderate ruptures and drop sharply once a large event occurs. However this evolution in stress correlation lengths cannot be observed directly. Here we show, using the lattice solid model to describe discontinuous elasto-dynamic systems subjected to shear and compression, that it is for possible correlation lengths to exhibit CP-type evolution. In the case of a granular system subjected to shear, this evolution occurs in the lead-up to the largest event and is accompanied by an increasing rate of moderate-sized events and power-law acceleration of Benioff strain release. In the case of an intact sample system subjected to compression, the evolution occurs only after a mature fracture system has developed. The results support the existence of a physical mechanism for intermediate-term earthquake forecasting and suggest this mechanism is fault-system dependent. This offers an explanation of why accelerating Benioff strain release is not observed prior to all large earthquakes. The results prove the existence of an underlying evolution in discontinuous elasto-dynamic, systems which is capable of providing a basis for forecasting catastrophic failure and earthquakes.

Long-range automaton models of earthquakes: Power-law accelerations, correlation evolution, and mode-switching

We introduce a conceptual model for the in-plane physics of an earthquake fault. The model employs cellular automaton techniques to simulate tectonic loading, earthquake rupture, and strain redistribution. The impact of a hypothetical crustal elastodynamic Green's function is approximated by a long-range strain redistribution law with a r(-p) dependance. We investigate the influence of the effective elastodynamic interaction range upon the dynamical behaviour of the model by conducting experiments with different values of the exponent (p). The results indicate that this model has two distinct, stable modes of behaviour. The first mode produces a characteristic earthquake distribution with moderate to large events preceeded by an interval of time in which the rate of energy release accelerates. A correlation function analysis reveals that accelerating sequences are associated with a systematic, global evolution of strain energy correlations within the system. The second stable mode produces Gutenberg-Richter statistics, with near-linear energy release and no significant global correlation evolution. A model with effectively short-range interactions preferentially displays Gutenberg-Richter behaviour. However, models with long-range interactions appear to switch between the characteristic and GR modes. As the range of elastodynamic interactions is increased, characteristic behaviour begins to dominate GR behaviour. These models demonstrate that evolution of strain energy correlations may occur within systems with a fixed elastodynamic interaction range. Supposing that similar mode-switching dynamical behaviour occurs within earthquake faults then intermediate-term forecasting of large earthquakes may be feasible for some earthquakes but not for others, in alignment with certain empirical seismological observations. Further numerical investigation of dynamical models of this type may lead to advances in earthquake forecasting research and theoretical seismology.

Simulation of the micro-physics of rocks using LSMearth

The particle-based Lattice Solid Model (LSM) was developed to provide a basis to study the physics of rocks and the nonlinear dynamics of earthquakes (MORA and PLACE, 1994; PLACE and MORA, 1999). A new modular and flexible LSM approach has been developed that allows different microphysics to be easily included in or removed from the model. The approach provides a virtual laboratory where numerical experiments can easily be set up and all measurable quantities visualised. The proposed approach provides a means to simulate complex phenomena such as fracturing or localisation processes, and enables the effect of different micro-physics on macroscopic behaviour to be studied. The initial 2-D model is extended to allow three-dimensional simulations to be performed and particles of different sizes to be specified. Numerical bi-axial compression experiments under different confining pressure are used to calibrate the model. By tuning the different microscopic parameters (such as coefficient of friction, microscopic strength and distribution of grain sizes), the macroscopic strength of the material and can be adjusted to be in agreement with laboratory experiments, and the orientation of fractures is consistent with the theoretical value predicted based on Mohr-Coulomb diagram. Simulations indicate that 3-D numerical models have different macroscopic properties than in 2-D and, hence, the model must be recalibrated for 3-D simulations. These numerical experiments illustrate that the new approach is capable of simulating typical rock fracture behaviour. The new model provides a basis to investigate nucleation, rupture and slip pulse propagation in complex fault zones without the previous model limitations of a regular low-level surface geometry and being restricted to two-dimensions.

How far have reforms gone in Islam?

The encounter of East and West has initiated a period of reforms in Muslim societies. Some of the legal reforms enacted by premodern and modem Muslim states have been hailed as victories for women's rights in Islam. A historical and comparative perspective on the issue reveals that this is far from being true. Reforms constitute a far more complex issue. In many Muslim countries, Islamic law remained the main reference in matters pertaining to family and personal laws. To this day, women's rights remain a sensitive issue. A look at some modem Muslim legislations regarding divorce and polygamy illustrates both the tension that exists between the duties of modem states to uphold women's rights and their alleged Islamic principles and the tension that exists between state and religion. Paradoxically, recent developments in Iran illustrate aptly that some sort of reforms of family laws may be envisioned within the strictures of an Islamic society where Islamic law rules. (C) 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Reforming the law of medical negligence: Solutions in search of a problem

The Commonwealth Government's Principles Based Review of the Law of Negligence recently recommended reforms aimed at limiting liability and damages arising from personal injury and death, in response to the growing perception that the current system of compensating personal injury had become financially unsustainable. Recent increases in medical liability and damages have eroded the confidence of doctors and their professional bodies, with fears of unprecedented desertion from and reduced recruitment into high risk areas, and one of the primary foci of the review concerned medical negligence. The article analyses proposals to redefine the principles necessary for the finding of negligence, against the terms of reference of the review. The article assumes that for the foreseeable future, Australia will persist with tort-based compensation for personal injury rather than developing a no-fault scheme. If the suggested changes to the fundamental principles of negligence are unlikely to reduce medical liability, greater attention might be given to the processes which come into play after the finding of negligence, where reform is more likely to benefit both plaintiffs and defendants.

A Generic Library for GUI Reasoning and Testing

Graphical user interfaces (GUIs) make software easy to use by providing the user with visual controls. Therefore, correctness of GUI's code is essential to the correct execution of the overall software. Models can help in the evaluation of interactive applications by allowing designers to concentrate on its more important aspects. This paper presents a generic model for language-independent reverse engineering of graphical user interface based applications, and we explore the integration of model-based testing techniques in our approach, thus allowing us to perform fault detection. A prototype tool has been constructed, which is already capable of deriving and testing a user interface behavioral model of applications written in Java/Swing.

Lições de Direito e Processo Penal, 2012/2013

§ Parte I A: DIREITO PENAL: CAPÍTULO I – CONCEITO DE DIREITO PENAL, COM ESPECIAL RELEVO DA DIFERENCIAÇÃO ENTRE DIREITO PENAL CLÁSSICO, DIREITO PENAL ECONÓMICO E SOCIAL E DIREITO DAS CONTRA-ORDENAÇÕES; CAPÍTULO II – O PROBLEMA DOS FINS DAS PENAS; CAPÍTULO III – BREVE ABORDAGEM DA EVOLUÇÃO HISTÓRICA DO DIREITO PENAL; CAPÍTULO IV – TEORIA GERAL DA LEI CRIMINAL; CAPÍTULO V – TEORIA GERAL DA INFRACÇÃO CRIMINAL: A) ELEMENTOS; B) CONSTRUÇÕES; C) ANÁLISE: 1) ACÇÃO; 2) TIPICIDADE; 3) ILICITUDE; 4) CULPA; 5) PUNIBILIDADE; CAPÍTULO VI – FORMAS DO CRIME:A) TENTATIVA; B) AUTORIA E COMPARTICIPAÇÃO; C) CONCURSO DE CRIMES § Parte I BDIREITO PROCESSUAL PENAL; CAPÍTULO I – A DELIMITAÇÃO DO DIREITO PROCESSUAL PENAL; CAPÍTULO II – OS PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS DO PROCESSO PENAL; CAPÍTULO III - A LEI PROCESSUAL PENAL E A SUA APLICAÇÃO; Parte II: CAPÍTULO I- OS SUJEITOS DO PROCESSO; CAPÍTULO II - O OBJECTO DO PROCESSO; CAPÍTULO III - AS MEDIDAS DE COACÇÃO E DE GARANTIA PATRIMONIAL; CAPÍTULO IV - TRAMITAÇÃO PROCESSUAL PENAL. § § Part I: CRIMINAL LAW: CHAPTER I - CONCEPT OF CRIMINAL LAW, WITH SPECIAL RELIEF OF THE DIFFERENTIATION BETWEEN CLASSIC CRIMINAL LAW, ECONOMIC AND SOCIAL CRIMINAL LAW AND THE “AGAINST ORDINANCES” LAW ("LAW OFFENSES"); CHAPTER II - THE PROBLEM OF THE ENDS OF THE PENALTIES; CHAPTER III - BRIEF OVERVIEW OF THE EVOLUTION HISTORY OF CRIMINAL LAW; CHAPTER IV - GENERAL THEORY OF THE CRIMINAL LAW; CHAPTER V - GENERAL THEORY OF THE CRIMINAL INFRACTION: A) ELEMENTS; B) CONSTRUCTIONS; C) ANALYSIS: 1) ACTION; 2) VAGUENESS DOCTRINE; 3) ILLEGALITY; 4) GUILT (FAULT); 5) PUNISHMENT; CHAPTER VI - FORMS OF THE CRIME: A) ATTEMPT; B) AUTHORSHIP AND "CO-PARTICIPATION"; C) CUMULATION OF OFFENCES. § Part I - B: CRIMINAL PROCEDURAL LAW: CHAPTER I - THE DELIMITATION OF THE CRIMINAL PROCEDURAL LAW; CHAPTER II - THE BASIC PRINCIPLES OF THE CRIMINAL PROCEDURE; CHAPTER III - THE CRIMINAL PROCEDURE LAW AND ITS APPLICATION; Part II: CHAPTER I - THE FIGURES OF THE PROCESS; CHAPTER II - THE OBJECT OF THE PROCESS; CHAPTER III - THE MEASURES OF COERCION AND PATRIMONIAL GUARANTEE (WARRANTY); CHAPTER IV - CRIMINAL PROCEDURE.

Lições de Direito e Processo Penal, 2013/2014

§ Parte I A: DIREITO PENAL: CAPÍTULO I – CONCEITO DE DIREITO PENAL, COM ESPECIAL RELEVO DA DIFERENCIAÇÃO ENTRE DIREITO PENAL CLÁSSICO, DIREITO PENAL ECONÓMICO E SOCIAL E DIREITO DAS CONTRA-ORDENAÇÕES; CAPÍTULO II – O PROBLEMA DOS FINS DAS PENAS; CAPÍTULO III – BREVE ABORDAGEM DA EVOLUÇÃO HISTÓRICA DO DIREITO PENAL; CAPÍTULO IV – TEORIA GERAL DA LEI CRIMINAL; CAPÍTULO V – TEORIA GERAL DA INFRACÇÃO CRIMINAL: A) ELEMENTOS; B) CONSTRUÇÕES; C) ANÁLISE: 1) ACÇÃO; 2) TIPICIDADE; 3) ILICITUDE; 4) CULPA; 5) PUNIBILIDADE; CAPÍTULO VI – FORMAS DO CRIME: A) TENTATIVA; B) AUTORIA E COMPARTICIPAÇÃO; C) CONCURSO DE CRIMES § Parte I B: DIREITO PROCESSUAL PENAL; CAPÍTULO I – A DELIMITAÇÃO DO DIREITO PROCESSUAL PENAL; CAPÍTULO II – OS PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS DO PROCESSO PENAL; CAPÍTULO III - A LEI PROCESSUAL PENAL E A SUA APLICAÇÃO; Parte II: CAPÍTULO I - OS SUJEITOS DO PROCESSO; CAPÍTULO II - O OBJECTO DO PROCESSO; CAPÍTULO III - AS MEDIDAS DE COACÇÃO E DE GARANTIA PATRIMONIAL; CAPÍTULO IV - TRAMITAÇÃO PROCESSUAL PENAL. § § Part I: CRIMINAL LAW: CHAPTER I - CONCEPT OF CRIMINAL LAW, WITH SPECIAL RELIEF OF THE DIFFERENTIATION BETWEEN CLASSIC CRIMINAL LAW, ECONOMIC AND SOCIAL CRIMINAL LAW AND THE “AGAINST ORDINANCES” LAW ("LAW OFFENSES"); CHAPTER II - THE PROBLEM OF THE ENDS OF THE PENALTIES; CHAPTER III - BRIEF OVERVIEW OF THE EVOLUTION HISTORY OF CRIMINAL LAW; CHAPTER IV - GENERAL THEORY OF THE CRIMINAL LAW; CHAPTER V - GENERAL THEORY OF THE CRIMINAL INFRACTION: A) ELEMENTS; B) CONSTRUCTIONS; C) ANALYSIS: 1) ACTION; 2) VAGUENESS DOCTRINE; 3) ILLEGALITY; 4) GUILT (FAULT); 5) PUNISHMENT; CHAPTER VI - FORMS OF THE CRIME: A) ATTEMPT; B) AUTHORSHIP AND "CO-PARTICIPATION"; C) CUMULATION OF OFFENCES. § Part I - B: CRIMINAL PROCEDURAL LAW: CHAPTER I - THE DELIMITATION OF THE CRIMINAL PROCEDURAL LAW; CHAPTER II - THE BASIC PRINCIPLES OF THE CRIMINAL PROCEDURE; CHAPTER III - THE CRIMINAL PROCEDURE LAW AND ITS APPLICATION; Part II: CHAPTER I - THE FIGURES OF THE PROCESS; CHAPTER II - THE OBJECT OF THE PROCESS; CHAPTER III - THE MEASURES OF COERCION AND PATRIMONIAL GUARANTEE (WARRANTY); CHAPTER IV -CRIMINAL PROCEDURE.

Impact of a 1755-like tsunami in Huelva, Spain

Coastal areas are highly exposed to natural hazards associated with the sea. In all cases where there is historical evidence for devastating tsunamis, as is the case of the southern coasts of the Iberian Peninsula, there is a need for quantitative hazard tsunami assessment to support spatial planning. Also, local authorities must be able to act towards the population protection in a preemptive way, to inform 'what to do' and 'where to go' and in an alarm, to make people aware of the incoming danger. With this in mind, we investigated the inundation extent, run-up and water depths, of a 1755-like event on the region of Huelva, located on the Spanish southwestern coast, one of the regions that was affected in the past by several high energy events, as proved by historical documents and sedimentological data. Modelling was made with a slightly modified version of the COMCOT (Cornell Multi-grid Coupled Tsunami Model) code. Sensitivity tests were performed for a single source in order to understand the relevance and influence of the source parameters in the inundation extent and the fundamental impact parameters. We show that a 1755-like event will have a dramatic impact in a large area close to Huelva inundating an area between 82 and 92 km(2) and reaching maximum run-up around 5 m. In this sense our results show that small variations on the characteristics of the tsunami source are not too significant for the impact assessment. We show that the maximum flow depth and the maximum run-up increase with the average slip on the source, while the strike of the fault is not a critical factor as Huelva is significantly far away from the potential sources identified up to now. We also show that the maximum flow depth within the inundated area is very dependent on the tidal level, while maximum run-up is less affected, as a consequence of the complex morphology of the area.

Conversor estático de potência tolerante a falhas

O trabalho apresentado nesta dissertação refere-se à concepção, projecto e realização experimental de um conversor estático de potência tolerante a falhas. Foram analisados trabalhos de investigação sobre modos de falha de conversores electrónicos de potência, topologias de conversores tolerantes a falhas, métodos de detecção de falhas, entre outros. Com vista à concepção de uma solução, foram nomeados e analisados os principais modos de falhas para três soluções propostas de conversores com topologias tolerantes a falhas onde existem elementos redundantes em modo de espera. Foram analisados os vários aspectos de natureza técnica dos circuitos de potência e guiamento de sinais onde se salientam a necessidade de tempos mortos entre os sinais de disparo de IGBT do mesmo ramo, o isolamento galvânico entre os vários andares de disparo, a necessidade de minimizar as auto-induções entre o condensador DC e os braços do conversor de potência. Com vista a melhorar a fiabilidade e segurança de funcionamento do conversor estático de potência tolerante a falhas, foi concebido um circuito electrónico permitindo a aceleração da actuação normal de contactores e outro circuito responsável pelo encaminhamento e inibição dos sinais de disparo. Para a aplicação do conversor estático de potência tolerante a falhas desenvolvido num accionamento com um motor de corrente contínua, foi implementado um algoritmo de controlo numa placa de processamento digital de sinais (DSP), sendo a supervisão e actuação do sistema realizados em tempo-real, para a detecção de falhas e actuação de contactores e controlo de corrente e velocidade do motor utilizando uma estratégia de comando PWM. Foram realizados ensaios que, mediante uma detecção adequada de falhas, realiza a comutação entre blocos de conversores de potência. São apresentados e discutidos resultados experimentais, obtidos usando o protótipo laboratorial.

Analisador de vibrações de dois canais baseado em computador

O presente trabalho teve como principal objectivo o desenvolvimento de um analisador de vibrações de dois canais baseado em computador, para a realização de diagnóstico no âmbito do controlo de condição de máquinas. Foi desenvolvida uma aplicação num computador comum, no software LabVIEW, que através de transdutores de aceleração do tipo MEMS conectados via USB, faz a recolha de dados de vibração e procede ao seu processamento e apresentação ao utilizador. As ferramentas utilizadas para o processamento de dados são ferramentas comuns encontradas em vários analisadores de vibrações disponíveis no mercado. Estas podem ser: gráficos de espectro de frequência, sinal no tempo, cascata ou valores de nível global de vibração, entre outras. Apesar do analisador desenvolvido não apresentar inovação nas ferramentas de análise adoptadas, este pretende ser distinguido pelo baixo custo, simplicidade e carácter didáctico. Este trabalho vem evidenciar as vantagens, desvantagens e potencialidades de um analisador desta natureza. São tiradas algumas conclusões quanto à sua capacidade de diagnóstico de avarias, capacidades como ferramenta didáctica, sensores utilizados e linguagem de programação escolhida. Como conclusões principais, o trabalho revela que os sensores escolhidos não são os indicados para efectuar o diagnóstico de avarias em ambiente industrial, contudo são ideais para tornar este analisador numa boa ferramenta didáctica e de treino.

Manutenção proactiva de sistemas AVAC com recurso aos sistemas inteligentes multiagente

Nos tempos actuais os equipamentos para Aquecimento Ventilação e Ar Condicionado (AVAC) ocupam um lugar de grande importância na concepção, desenvolvimento e manutenção de qualquer edifício por mais pequeno que este seja. Assim, surge a necessidade premente de racionalizar os consumos energéticos optimizando-os. A alta fiabilidade desejada nestes sistemas obriga-nos cada vez mais a descobrir formas de tornar a sua manutenção mais eficiente, pelo que é necessário prevenir de uma forma proactiva todas as falhas que possam prejudicar o bom desempenho destas instalações. Como tal, torna-se necessário detectar estas falhas/anomalias, sendo imprescíndivel que nos antecipemos a estes eventos prevendo o seu acontecimento num horizonte temporal pré-definido, permitindo actuar o mais cedo possível. É neste domínio que a presente dissertação tenta encontrar soluções para que a manutenção destes equipamentos aconteça de uma forma proactiva e o mais eficazmente possível. A ideia estruturante é a de tentar intervir ainda numa fase incipiente do problema, alterando o comportamento dos equipamentos monitorizados, de uma forma automática, com recursos a agentes inteligentes de diagnóstico de falhas. No caso em estudo tenta-se adaptar de forma automática o funcionamento de uma Unidade de Tratamento de Ar (UTA) aos desvios/anomalias detectadas, promovendo a paragem integral do sistema apenas como último recurso. A arquitectura aplicada baseia-se na utilização de técnicas de inteligência artificial, nomeadamente dos sistemas multiagente. O algoritmo utilizado e testado foi construído em Labview®, utilizando um kit de ferramentas de controlo inteligente para Labview®. O sistema proposto é validado através de um simulador com o qual se conseguem reproduzir as condições reais de funcionamento de uma UTA.

Controlo tolerante a falhas de um canal de rega

A presente dissertação pretende conceber e implementar um sistema de controlo tolerante a falhas, no canal experimental de rega da Universidade de Évora, utilizando um modelo implementado em MATLAB/SIMULINK®. Como forma de responder a este desafio, analisaram-se várias técnicas de diagnóstico de falhas, tendo-se optado por técnicas baseadas em redes neuronais para o desenvolvimento de um sistema de detecção e isolamento de falhas no canal de rega, sem ter em conta o tipo de sistema de controlo utilizado. As redes neuronais foram, assim, os processadores não lineares utilizados e mais aconselhados em situações onde exista uma abundância de dados do processo, porque aprendem por exemplos e são suportadas por teorias estatísticas e de optimização, focando não somente o processamento de sinais, como também expandindo os horizontes desse processamento. A ênfase dos modelos das redes neuronais está na sua dinâmica, na sua estabilidade e no seu comportamento. Portanto, o trabalho de investigação do qual resultou esta Dissertação teve como principais objectivos o desenvolvimento de modelos de redes neuronais que representassem da melhor forma a dinâmica do canal de rega, de modo a obter um sistema de detecção de falhas que faça uma comparação entre os valores obtidos nos modelos e no processo. Com esta diferença de valores, da qual resultará um resíduo, é possível desenvolver tanto o sistema de detecção como de isolamento de falhas baseados nas redes neuronais, possibilitando assim o desenvolvimento dum sistema de controlo tolerante a falhas, que engloba os módulos de detecção, de isolamento/diagnóstico e de reconfiguração do canal de rega. Em síntese, na Dissertação realizada desenvolveu-se um sistema que permite reconfigurar o processo em caso de ocorrência de falhas, melhorando significativamente o desempenho do canal de rega.

Comportamento dinâmico da rede eléctrica da ilha de São Vicente em Cabo Verde: estabilidade de tensão

Neste trabalho é efectuado, não só o diagnóstico em regime permanente, mas também o estudo, simulação e análise do comportamento dinâmico da rede eléctrica da ilha de São Vicente em Cabo Verde. Os estudos de estabilidade transitória desempenham um importante papel, tanto no planeamento como na operação dos sistemas de potência. Tais estudos são realizados, em grande parte, através de simulação digital no domínio do tempo, utilizando integração numérica para resolver as equações não-lineares que modelam a dinâmica do sistema e dependem da existência de registos reais de perturbação (ex: osciloperturbografia). O objectivo do trabalho será também verificar a aplicabilidade dos requisitos técnicos que as unidades geradoras devem ter, no que concerne ao controlo de tensão, estabelecidos na futura regulamentação europeia desenvolvida pela ENTSO-E (European Network Transmission System Operator for Electricity). De entre os requisitos analisou-se a capacidade das máquinas existentes suportarem cavas de tensão decorrentes de curto-circuitos trifásicos simétricos, Fault Ride Through, no ponto de ligação à rede. Identificaram-se para o efeito os factores que influenciam a estabilidade desta rede, em regime perturbado nomeadamente: (i) duração do defeito, (ii) caracterização da carga, com e sem a presença do sistema de controlo de tensão (AVR) em unidades de geração síncronas. Na ausência de registos reais sobre o comportamento do sistema, conclui-se que este é sensível à elasticidade das cargas em particular do tipo potência constante, existindo risco de perda de estabilidade, neste caso, para defeitos superiores a 5ms sem AVR. A existência de AVR nesta rede afigura-se como indispensável para garantir estabilidade de tensão sendo contudo necessário proceder a uma correcta parametrização.