Digital nonlinear equalization for optical transmission systems

This thesis focuses on digital equalization of nonlinear fiber impairments for coherent optical transmission systems. Building from well-known physical models of signal propagation in single-mode optical fibers, novel nonlinear equalization techniques are proposed, numerically assessed and experimentally demonstrated. The structure of the proposed algorithms is strongly driven by the optimization of the performance versus complexity tradeoff, envisioning the near-future practical application in commercial real-time transceivers. The work is initially focused on the mitigation of intra-channel nonlinear impairments relying on the concept of digital backpropagation (DBP) associated with Volterra-based filtering. After a comprehensive analysis of the third-order Volterra kernel, a set of critical simplifications are identified, culminating in the development of reduced complexity nonlinear equalization algorithms formulated both in time and frequency domains. The implementation complexity of the proposed techniques is analytically described in terms of computational effort and processing latency, by determining the number of real multiplications per processed sample and the number of serial multiplications, respectively. The equalization performance is numerically and experimentally assessed through bit error rate (BER) measurements. Finally, the problem of inter-channel nonlinear compensation is addressed within the context of 400 Gb/s (400G) superchannels for long-haul and ultra-long-haul transmission. Different superchannel configurations and nonlinear equalization strategies are experimentally assessed, demonstrating that inter-subcarrier nonlinear equalization can provide an enhanced signal reach while requiring only marginal added complexity.

Análise paramétrica da simulação composicional do processo de Drenagem Gravitacional Assistida por Gás (GAGD)

In Brazil and around the world, oil companies are looking for, and expected development of new technologies and processes that can increase the oil recovery factor in mature reservoirs, in a simple and inexpensive way. So, the latest research has developed a new process called Gas Assisted Gravity Drainage (GAGD) which was classified as a gas injection IOR. The process, which is undergoing pilot testing in the field, is being extensively studied through physical scale models and core-floods laboratory, due to high oil recoveries in relation to other gas injection IOR. This process consists of injecting gas at the top of a reservoir through horizontal or vertical injector wells and displacing the oil, taking advantage of natural gravity segregation of fluids, to a horizontal producer well placed at the bottom of the reservoir. To study this process it was modeled a homogeneous reservoir and a model of multi-component fluid with characteristics similar to light oil Brazilian fields through a compositional simulator, to optimize the operational parameters. The model of the process was simulated in GEM (CMG, 2009.10). The operational parameters studied were the gas injection rate, the type of gas injection, the location of the injector and production well. We also studied the presence of water drive in the process. The results showed that the maximum vertical spacing between the two wells, caused the maximum recovery of oil in GAGD. Also, it was found that the largest flow injection, it obtained the largest recovery factors. This parameter controls the speed of the front of the gas injected and determined if the gravitational force dominates or not the process in the recovery of oil. Natural gas had better performance than CO2 and that the presence of aquifer in the reservoir was less influential in the process. In economic analysis found that by injecting natural gas is obtained more economically beneficial than CO2

Avaliação de diferentes inclinações e exposições de telhado em três tipos de cobertura em modelos reduzidos de instalações zootécnicas

The present study was developed in Departamentos de Engenharia Rural e Morfologia e Fisiologia Animal da FCAV/Unesp. The objective of evaluating different roof slopes and exposure in three types of coverage in models of animal installations. Project 48 built reduced models of wood were used with dimensions of 1,00 x 1,00 x 0,50 meters. The covering was one water, lateral and wood floor, disposed in the exhibitions North-south, being 24 prototypes in the north exhibition and 24 in the south. Were used in the covering roofs of ceramic type, galvanized steel and asbestos. The slopes varied of 20, 30, 40 and 50% for ceramic tile and 10, 30, 40 and 50% for the others and with two repetitions for slope. Inside the reduced models temperature readings were accomplished, of hour in hour during one year, for the system of acquisition of Data Logger Campbell Scientific-Ínc and externally the temperature of the air, incident radiation global solar, precipitation, speed and relative humidity of the air were measured. The results obtained during the experimental period of one year were appraised statistically for the statistical package SAS in the factorial outline, where three factors were considered: tile type, slope degree and exposure. The obtained averages were compared through the test of Tukey to 5% of probability. After analyzing the data we found that with increasing slope, there was a decrease in inside temperature in the cover prototypes, therefore, using steeper slopes with 50% of tipping ceramics and asbestos, with greater coverage on display South, we have lower temperatures in poultry houses in the geographic coordinates of the city of Jaboticabal.

Avaliação de diferentes materiais de cobertura, inclinações e exposições de telhado na temperatura interna em modelos reduzidos de instalações zootécnicas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Tela de sombreamento e pintura em telhados de modelos reduzidos de galpões avícolas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Desenvolvimento e utilização de um simulador de chuvas para estudos de atributos físicos e químicos do solo relacionados a impactos ambientais.

Estudos sobre o efeito das chuvas em atributos do solo são difíceis de serem realizados com chuva natural, pois não se tem controle sobre a duração , intensidade, distribuição e tipo de chuva. Uma alternativa que se apresenta é a utilização de simuladores de chuvas que permitem controlar as características das mesmas e têm a vantagem de poderem ser utilizados a qualquer tempo. Este tipo de equipamento já vem sendo utilizado em estudos de manejo de solos há bastante tempo. Já foram construídos vários modelos e atualmente existem alguns totalmente controlados por computador. No caso presente utilizou-se o princípio de funcionamento do simulador descrito por Meyer & Harmon (1979), simplificando?se o sistema de funcionamento, que era elétrico, para um sistema mecânico.

Alguns aspectos da modelação ecológica na costa portuguesa (Aveiro) : efeitos físicos na distribuição de nutrientes e biomassa fitoplanctónica

O presente trabalho propõe estudar alguns aspectos da modelação ecológica na Costa Portuguesa, nomeadamente o efeito físico na distribuição de nutrientes e biomassa fitoplanctónica. O principal propósito foi implementar e validar um modelo acoplado tridimensional físico e ecológico, para a costa portuguesa, e aplicá-lo numa área limitada, a norte, por Vila do Conde e a sul pela Figueira da Foz centrada na região de Aveiro, para estudar a distribuição, vertical e horizontal, de temperatura, nutrientes e biomassa fitoplanctónica. A região em estudo está situada na costa oeste da Península Ibérica e faz parte da Região de Afloramento do Atlântico Norte. É caracterizada por condições meteorológicas onde a predominância e prevalência, durante uma grande parte do ano, de ventos de norte/noroeste, constitui um dos principais elementos forçadores do transporte para o largo das águas costeiras e consequente subida das águas mais frias e profundas, ricas em nutrientes. A estas condições juntam-se as boas condições de luminosidade e temperatura essenciais ao desenvolvimento fitoplanctónico, que servirá de alimento às espécies marinhas. Este facto, torna esta região, uma zona de elevada riqueza biológica favorável ao desenvolvimento de várias espécies marinhas, transformando este local num ecossistema de forte produtividade. O modelo foi calibrado e validado para a área em estudo e simulou com sucesso, a resposta do sistema à situação de ventos favoráveis ao afloramento costeiro para a região em estudo. Quando comparada com dados observados, os resultados mostram que o modelo é capaz de prever satisfatoriamente as distribuições superficiais e na coluna de água: da temperatura, dos nutrientes, do oxigénio e da clorofila-a. Os resultados evidenciam o crucial papel desempenhado pelos processos físicos no aumento de fitoplâncton que ocorre ao longo de uma estreita área da costa norte portuguesa, mostrando a estreita ligação entre a distribuição costeira de fitoplâncton e a distribuição costeira de temperatura, à superfície. A produtividade do fitoplâncton que ocorre nas águas costeiras não só é atribuída à disponibilidade de nutrientes mas também à intensidade luminosa. A luz e a intensidade dos ventos de norte/noroeste são os factores chave no controlo dos blooms de fitoplâncton observados nesta região de afloramento, sobretudo no Verão, nomeadamente na camada de mistura pouco profunda e junto à nutriclina. Deste modo os modelos numéricos em associação com dados in situ e imagens de satélite poderão ser considerados uma excelente ferramenta para a análise e previsão de cenários, presentes e futuros, de acções praticadas sobre o meio ambiente.

Contributos para um modelo de autoconstrução dirigida de habitação a custos reduzidos

Um dos maiores desafios da Humanidade no século XXI é o fornecimento de habitações adequadas a toda a população Mundial, em especial aos países em desenvolvimento. Estima-se que no ano de 2030, aproximadamente 40% da população Mundial viverá em habitações precárias. As inúmeras iniciativas de fomento habitacional que têm sido desenvolvidas para combater esta problemática são em número e eficácia insuficiente, sendo o custo associado a uma habitação o fator preponderante. Portanto, esta é uma realidade cada vez mais próxima, e que exige a necessidade de se alcançar a otimização de modelos habitacionais que conduzam à respetiva diminuição dos custos, em face do montante financeiro a realizar. Neste sentido, a presente dissertação pretende alcançar um modelo habitacional de custos reduzidos, através do estudo e análise de considerações teóricas relativas à qualidade e adequabilidade habitacional, e às diferentes variáveis que condicionam os custos de uma habitação. Tal propósito tem como resultado a proposta de um conjunto de orientações para as diferentes fases por que passa um processo de construção de uma habitação - projeto, construção e utilização. Estes contributos permitem a obtenção de uma solução que concilia os custos e qualidade da habitação, focando-se na seleção da técnica mais aplicável para o modelo de autoconstrução dirigida. Como forma de permitir uma melhor perceção das orientações propostas é apresentada a sua aplicabilidade ao contexto de Angola. Pela discussão dos resultados considera-se que é viável atingir o objetivo de construir habitações a custos reduzidos com observância de parâmetros de qualidade e sustentabilidade.

Funció de l'educador especialitzat en residències assistides per grans disminuïts físics, en el model de treball comunitari. 'Función del educador especializado en residencias asistidas para adultos disminuidos físicos, en el modelo de trabajo comunitario'.

Analizar una muestra de recursos institucionales que acogen a disminuidos físicos.Analizar los objetivos, medios, y el modelo de trabajo, así como los professionales implicados. Detectar y formular la posibilidad de adoptar el modelo de trabajo comunitario en dichas instituciones. Exponer los elementos que componen cada institución. 8 instituciones para personas adultas con disminución física de Cataluña: Taller Sant Miquel de Vilanova i la Geltrú; Residencia Amíclar; LLars de l'Amistat; Residencia Tarragona; Associación Pere Mitjans; Instituto Guttmann. Recoge las diferentes tipologías de las instituciones que acogen personas con disminución: alojamientos integrados, residencias asistidas y residencias para la tercera edad. Expone los dos modelos de acción social existentes en las diversas instituciones en Cataluña: el modelo comunitario, que se considera el más extendido, y el modelo asistencial, que está en proceso de desaparición en este ámbito debida a la dependencia que genera en los sujetos. Informaciones proporcionadas por las diversas instituciones. Visitas a algunas de las instituciones incluyendo material fotográfico de las instalaciones para ilustrar la descripción de los mismos. Se destaca la dificultad que aún existe en generalizar un modelo de trabajo común, sí como también los objetivos, y los recursos que disponen. Refleja que en las instituciones privadas no existe ningún control para constatar el trabajo que se realiza en ellas, ni sus objetivos. En cambio, las residencias públicas demuestran estar controladas y trabajar con un modelo bastante compartido. Buena parte de las instituciones visitadas tienden a acoger a sujetos disminuidos de forma terminal, sin prever su emancipación del centro e integración social. Concluye que las instituciones deberían potenciar su configuración como un recurso social en red, para que la sociedad disponga de ellas, encuanto sea necesario. Considera que en ningún momento se deben definir como un sistema paralelo a la sociedad, que margine socialmente a los disminuidos físicos. Se quiere hacer constar que las residencias para la tercera edad suelen acoger personas con disminución física aún sin tener suficientes infrastructuras para acogerlos. Sugiere que los profesionales de la educación consigan para estos sujetos la forma de vida más normalizada posible.

Concepciones alternativas sobre reposo y movimiento, modelos históricos y deficiencia visual.

Resumen tomado de la publicación

Tipos de representações mentais utilizadas por estudantes de física geral na área de mecânica clássica e possíveis modelos mentais nessa área

Neste trabalho, além de investigarmos o tipo de representação mental (proposições, imagens ou modelos mentais) utilizado por estudantes de Física Geral na área de Mecânica Newtoniana, tentamos identificar possíveis modelos mentais que estes estudantes teriam sobre alguns conceitos físicos. Baseamos nosso estudo na Teoria dos Modelos Mentais de Johnson-Laird. Estudantes de nível universitário foram observados durante dois semestres com o objetivo de determinar o tipo de representação mental que eles teriam utilizado durante o curso, quando resolviam os problemas e as questões propostas nas tarefas instrucionais. Foi realizada uma entrevista no final do curso com a finalidade de encontrar elementos adicionais que nos permitissem inferir modelos mentais sobre conceitos físicos usados pelos estudantes na elaboração de suas respostas. Os resultados desta pesquisa sugerem a importância dos modelos mentais na compreensão e uso dos conceitos físicos. Parece que quanto mais “elaborados” os modelos mentais, mais facilmente os alunos poderiam compreender situações e contextos distintos daqueles trabalhados em aula.

Geração de sistemas supervisórios a partir de modelos orientados a objetos

Este trabalho aborda o tema da geração de sistemas supervisórios a partir de modelos orientados a objetos. A motivação para realização do trabalho surgiu com o estudo de sistemas supervisórios e de ferramentas de suporte à modelagem de sistemas usando orientação a objetos. Notou-se que nos primeiros, apesar de possuírem como principal objetivo a visualização de estados e grandezas físicas relacionadas a componentes de plantas industriais (nível de um tanque, temperatura de um gás, por exemplo), os modelos computacionais utilizados baseiam-se em estruturas de dados não hierárquicas, nas quais variáveis de contexto global e não encapsuladas, as chamadas “tags”, são associadas às grandezas físicas a serem visualizadas. Modelos orientados a objeto, por outro lado, constituem uma excelente proposta para a criação de modelos computacionais nos quais a estrutura e semântica dos elementos de modelagem é bastante próxima a de sistemas físicos reais, facilitando a construção e compreensão dos modelos. Assim sendo, a proposta desenvolvida neste trabalho busca agregar as vantagens do uso de orientação a objetos, com conceitos existentes em sistemas supervisórios, a fim de obter-se ferramentas que melhor auxiliem o desenvolvimento de aplicações complexas. Classes e suas instâncias são usadas para modelagem de componentes da planta industrial a ser analisada. Seus atributos e estados são associados às grandezas físicas a serem visualizadas. Diferentes formas de visualização são associadas às classes, aumentando assim o reuso e facilitando o desenvolvimento de sistemas supervisórios de aplicações complexas. A proposta conceitual desenvolvida foi implementada experimentalmente como uma extensão à ferramenta SIMOO-RT, tendo sido denominada de “Supervisory Designer”. A ferramenta desenvolvida estende o modelo de objetos e classes de SIMOO-RT, permitindo a adição de informações específicas para supervisão – tais como as definições de limites para os atributos. A ferramenta foi validada através do desenvolvimento de estudos de casos de aplicações industriais reais, tendo demonstrado diversas vantagens quando comparada com o uso de ferramentas para construção de sistemas supervisórios disponíveis comercialmente).

Influência de parâmetros físicos no dimensionamento de chaminés de equilíbrio simples de usinas hidrelétricas

Tendo em vista que as chaminés de equilíbrio são estruturas importantes na proteção dos circuitos hidráulicos das usinas hidrelétricas contra os fenômenos transientes que ocorrem rotineiramente durante sua operação, realizou-se uma investigação sobre a influência dos parâmetros físicos no desempenho e conseqüentemente no dimensionamento de chaminés de equilíbrio simples localizadas a jusante das turbinas, caso aplicado a Usina Hidrelétrica de Serra da Mesa. Os parâmetros estudados foram: área da chaminé, comprimento e área do túnel de fuga, perda de carga, vazão, nível no canal de fuga e tempo de manobra. Foram coletados dados na Usina Hidrelétrica de Serra da Mesa e em uma estrutura laboratorial existente no LAHE, ambas pertencentes a FURNAS Centrais Elétricas S.A, referentes a situações de regimes permanentes (operação normal) e de regimes transientes. Estes dados foram utilizados na determinação da perda de carga linear nos túneis e das características das oscilações em suas chaminés de equilíbrio. Para o estudo da perda de carga linear em túneis, também foram feitas medições, em regime permanente, na Usina Hidrelétrica de Salto Forqueta – CERTEL - Cooperativa de Eletrificação Teutônia, e utilizados os dados da Usina Hidrelétrica Bugres fornecidos pela CEEE – Companhia Estadual de Energia Elétrica –RS. Com estes dados foram estabelecidas relações entre o coeficiente de atrito e o número de Reynolds para cada estrutura e realizada a sua comparação com valores teóricos Verificou-se, através da comparação com dados experimentais que os quatro modelos numéricos disponíveis estavam aptos à aplicação na seqüência da pesquisa, porém, elegeu-se o modelo CHAMINE-IPH devido a sua maior versatilidade e simplicidade de uso. Com a análise dos resultados das simulações numéricas realizadas foi possível a identificação da influência dos parâmetros físicos no comportamento do nível d’água em chaminés de equilíbrio simples durante regimes transientes. Constatou-se que para a reprodução numérica de fenômenos transitórios em chaminés de equilíbrio a jusante das turbinas, é fundamental a consideração da oscilação do nível no canal de fuga e dos coeficientes de perda de carga adequados.

Consultando XML por meio de modelos conceituais : extensão e formalização de CXPath

Com o objetivo de realizar consultas em diferentes fontes XML,é necessário que se escreva uma consulta específica para cada fonte XML. Uma solução mais adequada é fazer uma única consulta sobre um esquema conceitual e então traduzi-la automaticamente para consultas XML para cada fonte XML específica. CXPath é uma linguagem de consulta que foi proposta para consultar dados em nıvel conceitual. Este trabalho tem como objetivos formalizar a linguagem existente, estendê-la para permitir consultas que utilizem o conceito de herança e estender o mecanismo de tradução de consultas. A formalização da linguagem é feita por meio de um conjunto de regras que definem formalmente um critério para validar uma consulta escrita nessa linguagem sobre um esquema conceitual. Essa formalização permite estender a linguagem para que ela passe a tratar os relacionamentos de herança e especialização. Outra contribuição dessa formalização é que ela apresenta o primeiro passo rumo à verificação formal de que a avaliação da consulta global traz os mesmos resultados obtidos pela avaliação da consulta resultante do processo de mapeamento de consultas proposto. A extensão do mecanismo de tradução de consultas é necessária para traduzir relacionamentos representados no modelo conceitual para junções nas fontes de dados XML. Tal aspecto é fundamental para permitir a construção de modelos conceituais com relacionamentos semânticos e que não dependam de relacionamentos físicos existentes nos documentos fontes, mas apenas de junções tal como é feito em bases de dados relacionais.