Transmission matrices and lumped parameter models for continuous systems

The use of transmission matrices and lumped parameter models for describing continuous systems is the subject of this study. Non-uniform continuous systems which play important roles in practical vibration problems, e.g., torsional oscillations in bars, transverse bending vibrations of beams, etc., are of primary importance.

A new approach for deriving closed form transmission matrices is applied to several classes of non-uniform continuous segments of one dimensional and beam systems. A power series expansion method is presented for determining approximate transmission matrices of any order for segments of non-uniform systems whose solutions cannot be found in closed form. This direct series method is shown to give results comparable to those of the improved lumped parameter models for one dimensional systems.

Four types of lumped parameter models are evaluated on the basis of the uniform continuous one dimensional system by comparing the behavior of the frequency root errors. The lumped parameter models which are based upon a close fit to the low frequency approximation of the exact transmission matrix, at the segment level, are shown to be superior. On this basis an improved lumped parameter model is recommended for approximating non-uniform segments. This new model is compared to a uniform segment approximation and error curves are presented for systems whose areas very quadratically and linearly. The effect of varying segment lengths is investigated for one dimensional systems and results indicate very little improvement in comparison to the use of equal length segments. For purposes of completeness, a brief summary of various lumped parameter models and other techniques which have previously been used to approximate the uniform Bernoulli-Euler beam is a given.

Desenvolvimento de membranas de poli(éter imida) sultonada para a permeacão de gases

A busca por membranas com propriedades adequadas a separação de gases em escala industrial tem levado a modificação e sIntese de polImeros de engenharia, com objetivo de obter membranas com propriedades adequadas. Uma das modificaçoes que tem se apresentado promissora é a inserção de grupos sulfônicos em polImeros comerciais. Espera-se que o polImero sulfonado apresente um aumento na permeação de gases polares, em relação a gases apolares, devido a sua estrutura mais polar e flexIvel. Neste contexto, o objetivo do presente trabalho é a sIntese e caracterização de membranas de poli(éter imida) sulfonada para a permeação de gases. Um planejamento experimental foi desenvolvido, em diferentes condiçoes reacionais de temperatura, tempo e excesso de um dos reagentes (ácido acético), para a sIntese de poli(éter imida) sulfonada (SPEI). Através deste planejamento, constatou-se que as variáveis que mais influenciam o grau de sulfonação são a temperatura e o tempo. O polImero com o maior grau de sulfonação, determinado por capacidade de troca iônica (IEC= 92 mEq H+/g), foi utilizado para o preparo da membrana de SPEI, obtida pela técnica de inversão de fase por evaporação do solvente, utilizando-se clorofórmio como solvente. Este filme foi caracterizado a partir das seguintes análises: espectroscopia de infravermelho (FTIR), calorimetria diferencial de varredura (DSC), análise termogravimétrica (TGA) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), a fim de avaliar a influência da inserção do grupo sulfônico na matriz polimérica. O espectro de infravermelho de SPEI apresentou bandas relacionadas as vibraçoes assimétricas em 1240 cm-1 (ligação O=S=O), ligação simétrica em 1171 cm-1 (O=S=O) e ligação S-O entre 1010-1024 cm-1. Isto indica a presença de grupos sulfônicos. A análise de DSC foi realizada entre 150-250C. Nesta faixa, não foram observadas alteraçoes na temperatura de transição vItrea (Tg) do polImero modificado (217C). Acredita-se que a decomposição do grupo sulfona aconteça antes da temperatura atingir o Tg do polImero. Esta suposição é confirmada na análise de TGA. As imagens de MEV mostraram que foram obtidos filmes livres de poros e defeitos. A membrana da SPEI foi utilizada no ensaio de permeaçao dos gases 02, N2 e C02, a fim de determinar a permeabilidade e seletividade da membrana. As permeabilidades encontradas para o gas oxigênio foram de 0,76 barrer para a PEI e 0,46 barrer para a SPEI. A seletividade do dióxido de carbono em relaçao ao oxigênio aumentou de 3,5, na membrana de PEI, para 4,83, na membrana de SPEI. Em relaçao ao nitrogênio, as permeabilidades medidas foram 0,064 barrer e 0,043 barrer, para a PEI e para a SPEI, respectivamente, enquanto a seletividade em relaçao ao C02 aumentou de 41,1 para 55,5. Estes resultados indicam que o efeito de sorçao predominou devido ao aumento das interaçöes moleculares, reduzindo assim o volume livre, o que tornou a membrana sulfonada mais compacta, com permeabilidade menor e maior seletividade. Estes resultados corroboram com a premissa de que a sulfonaçao é um processo promissor para o desenvolvimento de membranas mais eficientes.

物体表面形貌的正弦相位调制实时干涉测量技术研究

表面形貌干涉测量技术是一种高精度的非接触式测量技术,在工业生产和科学研究中具有广泛的应用。提出一种实时测量表面形貌的正弦相位调制干涉测量新技术。该技术用激光二极管作光源,用自制的高速图像传感器探测干涉信号,通过信号处理电路实时解相得到被测表面所对应的相位分布,实时分析相位获得物体表面形貌。该技术消除了光强和部分外界干扰的影响,提高了系统的测量精度。楔形光学平板表面形貌的测量结果表明,测量点为60×60个的情况下,测量时间小于8.2 ms,重复测量精度(RMS)为4.3 nm。

I. Site effects and exciton structure in molecular crystals - Benzene. II. The first and second triplet states of solid benzene

The effect of intermolecular coupling in molecular energy levels (electronic and vibrational) has been investigated in neat and isotopic mixed crystals of benzene. In the isotopic mixed crystals of C₆H₆, C₆H₅D, m-C₆H₄D₂, p-C₆H₄D₂, sym-C₆H₃D₃, C₆D₅H, and C₆D₆ in either a C₆H₆ or C₆D₆ host, the following phenomena have been observed and interpreted in terms of a refined Frenkel exciton theory: a) Site shifts; b) site group splittings of the degenerate ground state vibrations of C₆H₆, C₆D₆, and sym-C₆H₃D₃; c) the orientational effect for the isotopes without a trigonal axis in both the ¹B_2u electronic state and the ground state vibrations; d) intrasite Fermi resonance between molecular fundamentals due to the reduced symmetry of the crystal site; and e) intermolecular or intersite Fermi resonance between nearly degenerate states of the host and guest molecules. In the neat crystal experiments on the ground state vibrations it was possible to observe many of these phenomena in conjunction with and in addition to the exciton structure.

To theoretically interpret these diverse experimental data, the concepts of interchange symmetry, the ideal mixed crystal, and site wave functions have been developed and are presented in detail. In the interpretation of the exciton data the relative signs of the intermolecular coupling constants have been emphasized, and in the limit of the ideal mixed crystal a technique is discussed for locating the exciton band center or unobserved exciton components. A differentiation between static and dynamic interactions is made in the Frenkel limit which enables the concepts of site effects and exciton coupling to be sharpened. It is thus possible to treat the crystal induced effects in such a fashion as to make their similarities and differences quite apparent.

A calculation of the ground state vibrational phenomena (site shifts and splittings, orientational effects, and exciton structure) and of the crystal lattice modes has been carried out for these systems. This calculation serves as a test of the approximations of first order Frenkel theory and the atom-atom, pair wise interaction model for the intermolecular potentials. The general form of the potential employed was V(r) = Be^-Cr - A/r⁶ ; the force constants were obtained from the potential by assuming the atoms were undergoing simple harmonic motion.

In part II the location and identification of the benzene first and second triplet states (³B_1u and ³E_1u) is given.

Instabilities in a grating feedback external cavity semiconductor laser

Output power fluctuations in a grating external cavity diode laser with Littman configuration are described, showing peculiar chaotic behaviors of self-pulsation at the L-I curve kink points. Different spectral characteristics with multiple peaks are observed at upper and lower state of the self-pulsation. It is found also that P-N junction voltage jumps in a same pace with the pulsation. The observed phenomena reflect competition between different longitudinal modes, and transient variation of transverse modes in addition. These experimental results may contain information about the mechanisms of the chaotic instability in strong filtered feedback semiconductor lasers. (C) 2008 Optical Society of America

The predicting power of models for eutrophication

Restoration of water-bodies from eutrophication has proved to be extremely difficult. Mathematical models have been used extensively to provide guidance for management decisions. The aim of this paper is to elucidate important problems of using models for predicting environmental changes. First, the necessity for a proper uncertainty assessment of the model, upon calibration, has not been widely recognized. Predictions must not be a single time trajectory; they should be a band, expressing system uncertainty and natural variability. Availability of this information may alter the decision to be taken. Second, even with well-calibrated models, there is no guarantee they will give correct projections in situations where the model is used to predict the effects of measures designed to bring the system into an entirely different ”operating point”, as is typically the case in eutrophication abatement. The concept of educated speculation is introduced to partially overcome this difficulty. Lake Veluwe is used as a case to illustrate the point. Third, as questions become more detailed, such as ”what about expected algal composition”, there is a greater probability of running into fundamental problems that are associated with predicting the behaviour of complex non-linear systems. Some of these systems show extreme initial condition sensitivity and even, perhaps, chaotic behaviour, and are therefore fundamentally unpredictable.

Sistemas complexos, séries temporais e previsibilidade

Para qualquer sistema observado, físico ou qualquer outro, geralmente se deseja fazer predições para sua evolução futura. Algumas vezes, muito pouco é conhecido sobre o sistema. Se uma série temporal é a única fonte de informação no sistema, predições de valores futuros da série requer uma modelagem da lei da dinâmica do sistema, talvez não linear. Um interesse em particular são as capacidades de previsão do modelo global para análises de séries temporais. Isso pode ser um procedimento muito complexo e computacionalmente muito alto. Nesta dissertação, nos concetraremos em um determinado caso: Em algumas situações, a única informação que se tem sobre o sistema é uma série sequencial de dados (ou série temporal). Supondo que, por detrás de tais dados, exista uma dinâmica de baixa dimensionalidade, existem técnicas para a reconstrução desta dinâmica.O que se busca é desenvolver novas técnicas para poder melhorar o poder de previsão das técnicas já existentes, através da programação computacional em Maple e C/C++.

神光Ⅱ装置中空间滤波器系统的稳定性设计与分析

考虑到空间滤波器系统在激光装置中的稳定性要求，分析了影响稳定性的各种因素。对现行装置中的SF4空间滤波器系统进行振动模态测试，初步确定系统的工作状况，并结合振动理论明确系统稳定性的设计参数。利用有限元软件ANSYS对空间滤波器系统及相关的设计进行仿真验证计算。结果表明：SF4系统的一阶固有频率达到83Hz，与实验结果相符合，满足系统稳定性的要求；在系统中引入支撑不但能有效增加系统的刚度，同时能转移系统的振型；系统基础支撑平台的选择要求平台独立，并且选择较低的高度以便于控制上层光学元件的变形；在系统中的引入

Modelagem do comportamento dinâmico de passarelas tubulares em aço e mistas (aço-concreto)

A experiência dos engenheiros estruturais e os conhecimentos adquiridos pelo uso de materiais e novas tecnologias, têm ocasionado estruturas de aço e mistas (aço-concreto) de passarelas cada vez mais ousadas. Este fato tem gerado estruturas de passarelas esbeltas, e consequentemente, alterando os seus estados de limite de serviço e último associados ao seu projeto. Uma consequência direta desta tendência de projeto é o aumento considerável das vibrações das estruturas. Portanto, a presente investigação foi realizada com base em um modelo de carregamento mais realista, desenvolvido para incorporar os efeitos dinâmicos induzidos pela caminhada de pessoas. O modelo de carregamento considera a subida e a descida da massa efetiva do corpo em cada passo. A posição da carga dinâmica também foi alterada de acordo com a posição do pedestre sobre a estrutura e a função do tempo gerada, possui uma variação espacial e temporal. O efeito do calcanhar do pedestre também foi incorporado na análise. O modelo estrutural investigado baseia-se em uma passarela tubular (aço-concreto), medindo 82,5m. A estrutura é composta por três vãos (32,5 m, 20,0 m e 17,5 m, respectivamente) e dois balanços (7,5 m e 5,0 m, respectivamente). O sistema estrutural é constituído por perfis de aço tubular e uma laje de concreto, e é atualmente utilizada para travessia de pedestres. Esta investigação é realizada com base em resultados experimentais, relacionando a resposta dinâmica da passarela com as obtidas via modelos de elementos finitos. O modelo computacional proposto adota as técnicas de refinamento de malha, usualmente presente em simulações pelo método de elementos finitos. O modelo de elementos finitos foi desenvolvido e validado com resultados experimentais. Este modelo de passarela tubular permitiu uma avaliação dinâmica completa, investigando especialmente ao conforto humano e seus limites de utilização associados à vibração. A resposta dinâmica do sistema, em termos de acelerações de pico, foi obtida e comparada com os valores limites propostos por diversos autores e padrões de projeto. As acelerações de pico encontradas na presente análise indicou que a passarela tubular investigada apresentou problemas relacionados com o conforto humano. Por isso, foi detectado que este tipo de estrutura pode atingir níveis de vibrações excessivas que podem comprometer o conforto do usuário na passarela e especialmente a sua segurança.

A complexidade da dinâmica socioambiental em território insular: desafio ao planejamento - Ilha Grande, Angra dos Reis (RJ)

A Ilha Grande situa-se na chamada Costa Verde do Estado do Rio de Janeiro, tem a totalidade de seu território protegido legalmente e vem sendo alvo de especuladores e investidores cujos interesses são, principalmente, explorar o potencial natural do bioma de Mata Atlântica. Observa-se um processo de transformação local em diversos aspectos que englobam o meio ambiente e a sociedade, como a degradação ambiental e o deslocamento da comunidade tradicional. O Poder Público manteve-se distante ou mesmo ausente por décadas, o que possibilitou a instalação de problemas ambientais e a configuração de conflitos na esfera do planejamento e gestão. Considerando-se a relevância socioambiental deste território insular e, em especial, com a implantação do Centro de Estudos Ambientais e Desenvolvimento Sustentável (CEADS) da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) na Enseada de Dois Rios, o presente estudo tem como objetivo identificar a dinâmica ambiental estabelecida na ilha. Os aspectos relacionados ao uso e ocupação do solo e à fragilidade ambiental são fundamentais para a análise integrada, para a compreensão da configuração atual do território e para a formulação de diretrizes de desenvolvimento adequadas à complexa realidade da Ilha Grande, cuja atividade econômica está pautada no turismo. Identificou-se como as principais causas dos problemas ambientais e dos conflitos de gestão: o caótico ordenamento do território, a falta de infraestrutura de serviços, a dificuldade de mobilização social, a falta de integração entre as políticas públicas e competências administrativas, a precariedade da fiscalização, a impunidade aos que não cumpriram a normatização em vigor e, a não observância da fragilidade ambiental do geossistema Ilha Grande.

Estudo do comportamento caótico e determinação de dimensão fractal em modelos pré-inflacionários não compactos

O caos determinístico é um dos aspectos mais interessantes no que diz respeito à teoria moderna dos sistemas dinâmicos, e está intrinsecamente associado a pequenas variações nas condições iniciais de um dado modelo. Neste trabalho, é feito um estudo acerca do comportamento caótico em dois casos específicos. Primeiramente, estudam-se modelos préinflacionários não-compactos de Friedmann-Robertson-Walker com campo escalar minimamente acoplado e, em seguida, modelos anisotrópicos de Bianchi IX. Em ambos os casos, o componente material é um fluido perfeito. Tais modelos possuem constante cosmológica e podem ser estudados através de uma descrição unificada, a partir de transformações de variáveis convenientes. Estes sistemas possuem estruturas similares no espaço de fases, denominadas centros-sela, que fazem com que as soluções estejam contidas em hipersuperfícies cuja topologia é cilíndrica. Estas estruturas dominam a relação entre colapso e escape para a inflação, que podem ser tratadas como bacias cuja fronteira pode ser fractal, e que podem ser associadas a uma estrutura denominada repulsor estranho. Utilizando o método de contagem de caixas, são calculadas as dimensões características das fronteiras nos modelos, o que envolve técnicas e algoritmos de computação numérica, e tal método permite estudar o escape caótico para a inflação.

Romance policial, psicanálise e cultura contemporânea em Luiz Alfredo Garcia-Roza e Dennis Lehane

Esta tese traça um estudo comparativo entre o Romance policial contemporâneo e o discurso psicanalítico na produção ficcional de Luiz Alfredo Garcia-Roza (1936-) e Dennis Lehane (1963-), tomando, por base, relações de aproximação entre os métodos investigativos na literatura e na psicanálise. Para isso, o corpus constitui-se dos romances O silêncio da chuva (1996) e Espinosa sem saída (2006), ambos do escritor brasileiro e Sagrado [Sacred] (2004) e Paciente 67 [Shttter Island] (2005), do ficcionista norte-americano. A análise destas narrativas revela pontos de aproximação entre os dois discursos inseridos no cenário cultural caótico e desajustado. E questiona a emergência deste novo contexto sociocultural, onde personagens sem identidade definida, sendo o principal deles, o detetive, realizam sua flânerie através de deslocamentos constantes associados à paisagem e em busca do desvendamento do crime urbano. Como seres de ficção perdidos, estes private eyes precisam encontrar os desajustes psíquicos de toda espécie de criminosos daí a representação da cidade, que ora se converte no solo para a flânerie dos investigadores, ora contribui para o apagamento e/ou ocultamento das subjetividades criminais. A relação entre os discursos policial e psicanalítico aponta para a associação entre a obscuridade do texto literário e o da cultura onde estamos inseridos sem falar do mal-estar de um e de outro campo, que tem a ver com as transformações da esfera da sociedade contemporânea

Caosmofagia: a potência dos encontros na composição dos modos de subjetivação

O objetivo desta pesquisa é analisar o processo de composição dos modos de subjetivação que se dá através dos encontros dos corpos e a participação do sujeito nesse processo a partir de um dispositivo conceitual chamado caosmofagia. A hipótese central é a de que os modos de subjetivação são produzidos a partir das relações de poder que se dão nos encontros dos corpos inseridos no caos do cosmos. Um modo de subjetivação se distingue de uma subjetividade uma vez que não cessa de ser transformado pelos encontros que tem. Pois um modo é um instante provisório em meio ao fluxo do devir. Um modo de subjetivação é uma conexão permanente com forças externas e internas, que faz da sua existência um campo de batalha entre as forças que operam no mundo. Esse processo de composição, uma vez que envolve uma arte da devoração do outro, no sentido de uma técnica que permite preparar-se para os encontros, recebe o nome de caosmofagia. Cada corpo é um composto de forças. As forças fazem parte de um mundo caótico porque se movem em velocidades infinitas constituindo a impossibilidade de algo permanecer o mesmo. No entanto, tais forças têm suas velocidades reduzidas e assumem formas físicas, que são estados provisórios ou modos que estão em contato permanente com o caos, já que não cessam de encontrar outros corpos com forças diferenciadas e que alteram os modos que encontram podendo até decompô-los. Há, pois, no encontro dos corpos uma mistura que implica em um jogo de forças em que um corpo devora e absorve as forças de outro corpo. Esse processo de devoração se diz do mundo em seu devir. Ou seja, o devir do mundo é um processo de composição e decomposição dos corpos, indicando um estado de mudança permanente. Desse postulado cosmológico, resulta a compreensão dos modos de subjetivação como um processo de composição infinito em que o sujeito participa dele de forma significativa, mas não como um elemento determinante. O próprio sujeito é um composto de forças capaz de interferir no seu modo de ser, cuidando de si e se preparando para os encontros, mas que também está sujeito às forças que vêm de fora e que são imprevisíveis. Desse modo, nos deparamos com uma condição existencial que envolve o devir cosmológico, a história e a necessidade de um cuidado para se situar nessa condição, o que implica em uma ética da prudência. A caosmofagia consiste em pensar os encontros e a possibilidade de ensaiá-los na perspectiva de uma ética. Ensaiar a si mesmo, seus afetos, suas potências e seus encontros tendo em vista um modo de subjetivação que seja um movimento de superação do que se é para ser um outro mais livre e alegre.

532 nm激光泵浦硝酸钡晶体产生外腔拉曼激光

由于硝酸钡晶体具有很强的对称振动（频率1047 cm^-1）和较高的拉曼增益,可以用来产生受激拉曼激光.采用单端泵浦的外置拉曼振荡腔与双棱镜分光装置进行了硝酸钡晶体拉曼激光实验,泵浦源为倍频Nd： YAG的532 nm激光,硝酸钡晶体通过水溶液降温法生长,尺寸为10 mm×10 mm×48 mm,采用特殊镀膜的腔镜对各阶斯托克斯光进行优化选择.在泵浦源达到65 mJ时,获得21 mJ一阶斯托克斯光,输出波长为563 nm,以及16 mJ的二阶斯托克斯光,输出波长为599 nm,受激拉曼散射SRS最大的整体

BaF2替代BaO对钡镓锗酸盐玻璃光学性质的影响

在摩尔分数组成x(BaO),r(Ga2O),r(GeO2)为0．20，0．15,0．65的玻璃中，分别以摩尔分数0．05，0．10．0．15和0．20的BaF2替代BaO,研究了氟化物对玻璃折射率和光吸收性质的影响。结果表明，在玻璃中加入氟化物．玻璃折射率和色散降低，玻璃的紫外吸收边向短波侧迁移，而红外吸收边无明显变化。不含氟化物的氧化物玻璃中含有大量的OH基．这些OH基在2．24μm、2．97μm和4．23μm附近引起光吸收．在含氟化物的玻璃中，2．24μm的吸收峰消失，而2．97μm和4．23μm附近