Finite-Element Simulations of Earthquakes

This thesis discusses simulations of earthquake ground motions using prescribed ruptures and dynamic failure. Introducing sliding degrees of freedom led to an innovative technique for numerical modeling of earthquake sources. This technique allows efficient implementation of both prescribed ruptures and dynamic failure on an arbitrarily oriented fault surface. Off the fault surface the solution of the three-dimensional, dynamic elasticity equation uses well known finite-element techniques. We employ parallel processing to efficiently compute the ground motions in domains containing millions of degrees of freedom.

Using prescribed ruptures we study the sensitivity of long-period near-source ground motions to five earthquake source parameters for hypothetical events on a strike-slip fault (M_w 7.0 to 7.1) and a thrust fault (M_w 6.6 to 7.0). The directivity of the ruptures creates large displacement and velocity pulses in the ground motions in the forward direction. We found a good match between the severity of the shaking and the shape of the near-source factor from the 1997 Uniform Building Code for strike-slip faults and thrust faults with surface rupture. However, for blind thrust faults the peak displacement and velocities occur up-dip from the region with the peak near-source factor. We assert that a simple modification to the formulation of the near-source factor improves the match between the severity of the ground motion and the shape of the near-source factor.

For simulations with dynamic failure on a strike-slip fault or a thrust fault, we examine what constraints must be imposed on the coefficient of friction to produce realistic ruptures under the application of reasonable shear and normal stress distributions with depth. We found that variation of the coefficient of friction with the shear modulus and the depth produces realistic rupture behavior in both homogeneous and layered half-spaces. Furthermore, we observed a dependence of the rupture speed on the direction of propagation and fluctuations in the rupture speed and slip rate as the rupture encountered changes in the stress field. Including such behavior in prescribed ruptures would yield more realistic ground motions.

Solutions for New Terrestrial Broadcasting Systems Offering Simultaneously Stationary and Mobile Services

221 p.

Effect of PbO on precipitation of laser-induced gold nanoparticles inside silicate glasses

We report on three-dimensional precipitation of Au nanoparticles in gold ions-doped silicate glasses by a femtosecond laser irradiation and further annealing. Experimental results show that PbO addition plays the double roles of inhibiting hole-trapped centers generation and promoting formation and growth of gold nanoparticles. Additionally, glass containing PbO shows an increased non-linear absorption after femtosecond laser irradiation and annealing. The observed phenomena are significant for applications such as fabrications of three-dimensional multi-colored images inside transparent materials and three-dimensional optical memory, and integrated micro-optical switches. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Photoluminescence of undoped and B-doped ZnO in silicate glasses

Photoluminescence of undoped and B-doped ZnO in silicate glasses was investigated by varying the concentration of ZnO (3550 mol%) and B dopant (0-10 mol%) in the glass matrices. The broad and intense near band edge emissions were observed while the visible light emission was very weak. UV luminescence in all samples was red-shifted relative to the exciton transition in bulk ZnO and enhanced by decreased ZnO concentration due to higher degree of structural integrity and the lower aggregation degree of ZnO. Donor B dopant played the double roles of filling conduction bands to broaden band gap when its concentration was lower than 5 mol%, and emerging with conduction bands to narrow the gap when B dopant exceeded this value. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Estudio de la recepción fija y portátil de la televisión digital mediante el uso de la tecnología LDM.

[Es]En este Trabajo de Fin de Grado se estudia el comportamiento de LDM (Layered Division Multiplexing) para la radiodifusión digital terrestre en los casos de recepción fijo y portátil. Para ello, se adapta un programa que recrea, de la forma más fiel posible, la capa física del sistema LDM. Este programa consta de múltiples parámetros que determinan las características de funcionamiento del sistema. Una vez adaptado, el programa se utiliza para simular el comportamiento del sistema en diferentes entornos de trabajo o canales (Gauss, Rice y Rayleigh) consiguiendo unos resultados que nos permiten evaluar las prestaciones del sistema en cada entorno.

Novel Bi-doped glasses for broadband optical amplification

Broadband infrared luminescence is observed in various Bi-doped oxide glasses prepared by conventional melting-quenching technique. The absorption spectrum of the Bi-doped germanium oxide glass consists of five broad peaks at below 370, 500, 700, 800 and 1000 nm. The fluorescence spectrum exhibits a broad peak at about 1300 nm with full width at half maximum (FWHM) of more than 300 nm when excited by an 808 nm laser diode. The fluorescence lifetime at room temperature decreases with increasing Bi2O3 concentration. Influence of the glass composition and melting atmosphere on the fluorescence lifetime and luminescent intensity is investigated. The mechanism of the broadband infrared luminescence is suggested. The product of stimulated emission cross-section and lifetime of the Bi-doped aluminophosphate glass is about 5.0 X 10(-24) cm(2) s. The glasses might be promising for applications in broadband optical fiber amplifiers and tunable lasers. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Bismuth-activated luminescent materials for broadband optical amplifier in WDM system

New broadband near infrared luminescence covering the whole work windows (1260-1625 nm) of the current wavelength division multiplexing (WDM) system was found from bismuth-activated M2O-Al2O3-SiO2 (M = Li, Na) and Li2O-Ta2O5-SiO2 glasses at room temperature in the case of 808 nm-laser excitation. But the near infrared luminescence mechanism of the bismuth-activated glasses is not well understood up to now. The figure-of-merits of bandwidth and gain of the glasses are better than those of Er3+-doped silicate glasses and Ti3+ doped sapphire, implying they are the promising gain-medium candidates for the broadband amplifiers and the widely tunable laser sources. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Matrix analysis of an anisotropic optical thin film

Based on Maxwell's equations, standard boundary conditions are imposed on resultant electric- and magnetic-field vectors at interfaces, and the propagating characteristics of extraordinary waves, such as the forward- and backward-propagating directions of wave vectors, rays and their corresponding refractive indices are determined in a uniaxially birefringent thin film. Furthermore, 2 x 2 characteristic matrices of a birefringent thin film are derived including multiple reflections for the extraordinary wave.

Relação entre pluviosidade efetiva e estoque de matéria orgânica de superfície na ciclagem de nutrientes em floresta ombrófila urbana: Parque Nacional da Tijuca - RJ

O estoque de matéria orgânica de superfície refere-se a todo material orgânico decomposto ou em decomposição sobreposto ao solo mineral, bem como ao material orgânico misturado às partículas minerais do horizonte A. Este serve como indicador da funcionalidade e integridade de ecossistemas florestais quando o analisamos sob a perspectiva das "Formas de Húmus". Nesta perspectiva o material orgânico se presenta como disposto em camadas internas que variam no peso e espessura de acordo com a atuação dos agentes decompositores locais, e expressa a ciclagem de nutrientes que se dá a partir dos dois principais processos que sintetizam e/ou modulam o funcionamento dos ecossistemas, a produção e a decomposição da matéria orgânica. O modelo de formas de húmus segue uma classificação desenvolvida na Europa que não se aplica perfeitamente às áreas tropicais pela alta variabilidade de ambientes. Estima-se que fatores locais e particulares como características edáficas, estrutura e composição da vegetação, relevo e o microclima podem distorcer esta classificação e diferir significativamente do modelo global. Esta pesquisa buscou o refinamento deste modelo, buscando entender de que modo a pluviosidade efetiva (chuva que atravessa a copa das árvores e chega ao solo), como fenômeno de natureza microclimática, se relaciona com o estoque de matéria orgânica de superfície (sob a perspectiva das formas de húmus) em ambiente de floresta ombrófila montanhosa urbana.Para tal foram executadas análises físicas sobre o estoque de matéria orgânica de superfície, monitoramento da pluviosidade efetiva com pluviômetro experimentais adaptados para esta demanda e análises químicas sobre a água da chuva após lixiviação da matéria orgânica. Foi montada uma estrutura composta de quinze pluviômetros experimentais em uma encosta florestada no Parque Nacional da Tijuca (Rio de Janeiro - RJ) e instalação de pluviômetros eletrônicos em ambientes de céu aberto em áreas adjacentes a esta encosta pertencentes à área do parque. Os resultados indicam que da chuva que cai na floresta, cerca de 15% é interceptada pelas copas e o restante, parte é interceptada pela matéria orgânica do solo. A camada MFB (ou H) é a que retém mais água, indicando que, florestas que a decomposição é rápida no processo de fragmentação e lenta na mineralização, terão mais água retida no estoque de matéria orgânica. As diferentes camadas vão nutrir o solo de maneira diferenciada quando este processo deriva da lixiviação, como o cálcio que é liberado em a maior quantidade pelas camadas mais fragmentadas como a F e a MFB, o potássio e magnésio têm maior disponibilização quando deriva da camada L, indicando que durante este processo estes nutrientes são mais consumidos do que liberados. Foi perceptível que o sódio é bastante abundante na chuva antes mesmo de atingir a matéria orgânica, confirmando estudos anteriores. A utilização deste sistema proposto de pluviômetros experimentais possibilitou entender como esta estratificação interna do estoque de matéria orgânica de superfície acumula água, pois os métodos tradicionais não se baseiam no modelo de formas de húmus, e possibilitou ainda, o a análise do processo de lixiviação e liberação de nutrientes para o solo.

Analysis of characteristic matrix for a uniaxially birefringent thin film

As the principal section consistent with the principal plane, electromagnetic propagation in a uniaxially birefingent thin film can be described with a concise 2 x 2 characteristic matrix, in which the refractive indices of the forward and backward propagating extraordinary rays are different and dependent. In this letter, based on Huygen's construction, the refractive indices and effective optical admittances of the forward and backward propagating extraordinary rays are discussed further, and the 2 x 2 characteristic matrix is simplified. Furthermore, the input optical admittance, reflectance and transmittance of assembly is presented, just as an isotropic thin film. The result can be extended to the general case of multilayer uniaxially birefringent thin films with their optic axes in the incident plane. Copyright (c) EPLA, 2007.

渐变折射率薄膜的分层评价探讨

首先阐述了将渐变折射率薄膜细分为多层均匀薄膜的分层介质理论，接着给出了一种获得最佳分层数目的分层评价方法，最后以线性变化渐变折射率薄膜为例说明了如何优化获得渐变折射率薄膜的分层数目．研究发现：渐变折射率薄膜的分层数目与薄膜的厚度和薄膜的折射率变化快慢有关，在一定的折射率变化范围内，渐变折射率薄膜的分层数目随着薄膜厚度的增加先减小后增大．

Fishes associated with pelagic Sargassum and open water lacking Sargassum in the Gulf Stream off North Carolina

The community structure of fishes associated with pelagic Sargassum spp. and open water lacking Sargassum was examined during summer and fall cruises, 1999–2003, in the Gulf Stream off North Carolina. Significantly more individual fishes (n= 18,799), representing at least 80 species, were collected from samples containing Sargassum habitat, compared to 60 species (n=2706 individuals) collected from openwater habitat. The majority (96%) of fishes collected in both habitats were juveniles, and planehead filefish (Stephanolepis hispidus) dominated both habitats. Regardless of sampling time (day or night), Sargassum habitat yielded significantly higher numbers of individuals and species compared with open-water collections. Overall, fishes collected by neuston net tows from Sargassum habitat were significantly larger in length than fishes collected from open-water habitat with neuston nets. A significant positive, linear relationship existed between numbers of fishes and the quantity of Sargassum collected by neuston net. Underwater video recordings indicated a layered structure of fishes among and below the algae and that smaller fishes were more closely associated with the algae than larger fishes. Observations of schooling behaviors of filefishes (Monacanthidae), dolphinfish (Coryphaena hippurus), and jacks (Carangidae), and fish-jellyfish associations were also recorded with an underwater video camera. Our data indicate that Sargassum provides a substantial nursery habitat for many juvenile fishes off the U.S. southeast coast.

hp-Adaptive simulation and inversion of magnetotelluric measurements

xlix, 121 p.

Interfaces e inquietações no diálogo entre Kierkegaard e Foucault - filosofia antiga, psicologia e processos de subjetivação

A presente tese inicia-se por uma encruzilhada e um segredo: na encruzilhada está a psicologia, entre os apelos instrumentais, antropológicos e neurocientíficos; já o segredo refere-se à quase desconhecida leitura de Kierkegaard por Foucault. Os dois filósofos se inscrevem na esteira da experimentação filosófica, caminho oposto ao da metafísica. Experimentação, aqui, não diz respeito a qualquer empirismo; inspira-se nos exercícios espirituais da Antiguidade grega e romana, e nas práticas da ironia, do cuidado de si e da parresía filosófica. As aproximações possíveis entre o pensamento de Kierkegaard e o de Foucault por esse viés da filosofia antiga, visam a contribuir para uma compreensão da psicologia e de suas práticas que permita o enfrentamento dos dilemas acima referidos, ou seja, os instrumentais, antropológicos e neurocientíficos. O percurso do trabalho tem como ponto de partida as suspeitas direcionadas à psicologia, desde o questionamento colocado por Canguilhem há mais de cinqüenta anos acerca das intenções pouco claras da disciplina, passando pelas críticas aos processos de subjetivação psicologizantes, até chegar ao grave enquadramento contemporâneo que busca convencer os sujeitos de que são, em última análise, nada mais do que cérebros. Os processos de subjetivação engendrados pelas práticas psi se vêem, pois, colocados hoje frente a impasses de difícil solução. Tantas são as suspeitas e temores quanto aos efeitos psi, que os próprios profissionais da área têm, em muitos casos, assumido a posição de que a psicologia se tornou inviável e deve desaparecer. As referências objetivantes ou antropológicas, quando priorizadas pela psicologia, de fato não deixam saídas, tornando urgente o encontro com outros referenciais que possibilitem respirar novos ares. O pensamento de Kierkegaard e o de Foucault surgem como intercessores em face desse horizonte sombrio. Os dois filósofos se dedicaram a tornar o homem atento a si e ao mundo, priorizando saídas singulares e criativas em lugar da reprodução dos modos de ser hegemônicos que ameaçam igualar tudo e todos. Desnaturalizadores do presente e avessos às grandes especulações teóricas sobre a vida, escreveram obras que é preciso experienciar, mais do que simplesmente ler, a fim de captar-lhes a atmosfera e com elas operar. A partir dessa atitude, a psicologia experimental ou interpretativa pode dar lugar a uma psicologia experimentante, que acompanha o cotidiano ao invés de se colocar como uma curiosidade sem paixão. Tal psicologia segue de maneira interessada os movimentos da existência e a apropriação pessoal da verdade, que deixa de ser transcendente, metafísica ou sonhada, e aparece encarnada nas lutas, receios, enganos, ações e tensões do dia-a-dia dos sujeitos de carne, osso e espírito. É na tensão constituinte-constituído que o sujeito se forja, seja ele lançado por Deus, como pensa Kierkegaard, seja, como propõe Foucault, mergulhado nos esquemas e objetivações que toma como naturais: a tarefa do sujeito é tornar-se si mesmo, participando de forma mais livre da própria constituição, exercendo de maneira refletida e ética a liberdade e transparecendo a si mesmo, ao invés de tomar como suas as determinações que lhe são oferecidas. A presente tese visa, portanto, a estabelecer o diálogo entre Foucault e Kierkegaard, pelo viés da filosofia antiga, buscando inspiração para promover, no tempo presente, processos de subjetivação outros que os modos desesperados de ser, e práticas psicológicas mais experimentantes e menos disciplinadoras.

Caracterização e desenvolvimento de argilas para aplicação em nanocompósitos poliméricos

O Brasil é produtor de argilas e conta com grandes reservas deste recurso natural. Porém, grande parte da sua produção é comercializada seca e moída. O desenvolvimento de argilas para seu uso como reforço em nanocompósitos poliméricos constitui uma opção para os produtores desta matéria prima que teriam assim um produto com maior valor agregado. Este trabalho visa avaliar o potencial uso como nanocarga de duas argilas nacionais provenientes da Bacia de Taubaté, São Paulo, denominadas ALIGRA e SANTA FÉ. As frações de tamanho de partícula médio menor de 0,02 mm, obtidas por peneiramento á úmido da argila homogeneizada e seca, foram utilizadas no desenvolvimento do trabalho experimental. Os estudos de caracterização, envolvendo análise granulométrica, química, mineralógica, morfológica, térmica e textural, revelaram características muito semelhantes em ambas às argilas. Fração argila, maior de 70% em massa. Composição química conforme a definição química de uma argila e os teores de seus componentes mostram valores intermédios entre as apresentadas pelas bentonitas e argila caulinítica usadas com fins de comparação. Ressaltamse boas propriedades adsorventes. Área superficial específica BET ao redor de 120 m2/g, valor maior do que o apresentado por muitas bentonitas naturais (74,5 m2/g). Predominantemente mesoporosas, com poros, maiormente em forma de fenda, característicos da estrutura em camadas das argilas. Baixa capacidade de troca catiônica, 12 meq/100g. Difratogramas de raios-X revelaram a predominância do estratificado ilita/esmectita, caulinita e quartzo na argila ALIGRA, e de ilita, caulinita e quartzo na argila SANTA FÉ. Prosseguiu-se com a argila ALIGRA a preparação da argila organofílica. A argila organofílica foi obtida por troca catiônica com o sal quaternário de amônio: cloro cetril trimetil amônio, depois de homogeneizada em sódio com cloreto de sódio. Análises FTIR e TGA indicaram que houve inserção dos cátions orgânicos. Testes preliminares foram feitas, preparando misturas das argilas com matriz de polipropileno e usando como agente compatibilizante polipropileno enxertado com anidrido maleico. Resultados de ensaios de tração reportam algumas melhoras nas propriedades testadas com as composições preparadas com as argilas purificadas. Com as composições com argilas organofílicas somente foi melhorado o alongamento na rotura. Estudos ais aprofundados são recomendados.