Estudo do acoplamento entre superfícies seletivas de frequência assimétricas em estruturas de multicamadas

This work presents the development of new microwaves structures, filters and high gain antenna, through the cascading of frequency selective surfaces, which uses fractals Dürer and Minkowski patches as elements, addition of an element obtained from the combination of the other two simple the cross dipole and the square spiral. Frequency selective surfaces (FSS) includes a large area of Telecommunications and have been widely used due to its low cost, low weight and ability to integrate with others microwaves circuits. They re especially important in several applications, such as airplane, antennas systems, radomes, rockets, missiles, etc. FSS applications in high frequency ranges have been investigated, as well as applications of cascading structures or multi-layer, and active FSS. In this work, we present results for simulated and measured transmission characteristics of cascaded structures (multilayer), aiming to investigate the behavior of the operation in terms of bandwidth, one of the major problems presented by frequency selective surfaces. Comparisons are made with simulated results, obtained using commercial software such as Ansoft DesignerTM v3 and measured results in the laboratory. Finally, some suggestions are presented for future works on this subject

Dinâmica da Plasticidade Sináptica em neurônios do hipocampo durante ciclos de sono: um estudo computacional

Several research lines show that sleep favors memory consolidation and learning. It has been proposed that the cognitive role of sleep is derived from a global scaling of synaptic weights, able to homeostatically restore the ability to learn new things, erasing memories overnight. This phenomenon is typical of slow-wave sleep (SWS) and characterized by non-Hebbian mechanisms, i.e., mechanisms independent of synchronous neuronal activity. Another view holds that sleep also triggers the specific enhancement of synaptic connections, carrying out the embossing of certain mnemonic traces within a lattice of synaptic weights rescaled each night. Such an embossing is understood as the combination of Hebbian and non-Hebbian mechanisms, capable of increasing and decreasing respectively the synaptic weights in complementary circuits, leading to selective memory improvement and a restructuring of synaptic configuration (SC) that can be crucial for the generation of new behaviors ( insights ). The empirical findings indicate that initiation of Hebbian plasticity during sleep occurs in the transition of the SWS to the stage of rapid eye movement (REM), possibly due to the significant differences between the firing rates regimes of the stages and the up-regulation of factors involved in longterm synaptic plasticity. In this study the theories of homeostasis and embossing were compared using an artificial neural network (ANN) fed with action potentials recorded in the hippocampus of rats during the sleep-wake cycle. In the simulation in which the ANN did not apply the long-term plasticity mechanisms during sleep (SWS-transition REM), the synaptic weights distribution was re-scaled inexorably, for its mean value proportional to the input firing rate, erasing the synaptic weights pattern that had been established initially. In contrast, when the long-term plasticity is modeled during the transition SWSREM, an increase of synaptic weights were observed in the range of initial/low values, redistributing effectively the weights in a way to reinforce a subset of synapses over time. The results suggest that a positive regulation coming from the long-term plasticity can completely change the role of sleep: its absence leads to forgetting; its presence leads to a positive mnemonic change

Bianisotropia uniaxial em estruturas irradiantes com multicamadas e supercondutores

This work presents a theoretical and numerical analysis of parameters of a rectangular microstrip antenna with bianisotropic substrate, and including simultaneously the superconducting patch. The full-wave Transverse Transmission Line - TTL method, is used to characterize these antennas. The bianisotropic substrate is characterized by the permittivity and permeability tensors, and the TTL gives the general equations of the electromagnetic fields of the antennas. The BCS theory and the two fluids model are applied to superconductors in these antennas with bianisotropic for first time. The inclusion of superconducting patch is made using the complex resistive boundary condition. The resonance complex frequency is then obtained. Are simulated some parameters of antennas in order to reduce the physical size, and increase the its bandwidth. The numerical results are presented through of graphs. The theoretical and computational analysis these works are precise and concise. Conclusions and suggestions for future works are presented

Um estudo de estruturas com PBG e fotônica

One of the objectives of this work is the ana1ysis of planar structures using the PBG (photonic Bandgap), a new method of controlling propagation of electromagnetic waves in devices with dielectrics. Here the basic theory of these structures will be presented, as well as applications and determination of certain parameters. In this work the analysis will be performed concerning PBG structures, including the basic theory and applications in planar structures. Considerations are made related to the implementation of devices. Here the TTL (Transverse Transmission Line) method is employed, characterized by the simplicity in the treatment of the equations that govern the propagation of electromagnetic waves in the structure. In this method, the fields in x and z are expressed in function of the fields in the traverse direction y in FTD (Fourier Transform Domain). This method is useful in the determination of the complex propagation constant with application in high frequency and photonics. In this work structures will be approached in micrometric scale operating in frequencies in the range of T erahertz, a first step for operation in the visible spectra. The mathematical basis are approached for the determination of the electromagnetic fields in the structure, based on the method L TT taking into account the dimensions approached in this work. Calculations for the determination of the constant of complex propagation are also carried out. The computational implementation is presented for high frequencies. at the first time the analysis is done with base in open microstrip lines with semiconductor substrate. Finally, considerations are made regarding applications ofthese devices in the area of telecommunications, and suggestions for future

Análise do espalhamento espectral em superfícies de estruturas complexas para comunicações móveis

In this work, the transmission line method is explored on the study of the propagation phenomenon in nonhomogeneous walls with finite thickness. It is evaluated the efficiency and applicability of the method, considering materials like gypsum, wood and brick, found in the composition of the structures of walls in question. The results obtained in this work are compared to those available in the literature, for several particular cases. A good agreement is observed, showing that the performed analysis is accurate and efficient in modeling, for instance, the wave propagation through building walls and integrated circuit layers in mobile communication and radar system applications. Later, simulations of resistive sheets devices such as Salisbury screens and Jaumann absorbers and of transmission lines made of metal-insulator-semiconductor (MIS) are made. Thereafter, it is described a study on frequency surface selective structures (FSS). It is proposed the development of devices and microwave integrated circuits (MIC) of such structures, for the accomplishment of experiments. Finally, future works are suggested, for instance, on the development of reflectarrays, frequency selective surfaces with dissimilar elements, and coupled frequency selective surfaces with elements located on different layers

Aplicação do método LTT às estruturas retangulares e triangulares em multicamadas e empilhadas em substratos PBG para comunicações móveis

Recently the planar antennas have been studied due to their characteristics as well as the advantages that they offers when compared with another types of antennas. In the mobile communications area, the need for this kind of antennas have became each time bigger due to the intense increase of the mobile communications that needs of antennas which operate in multifrequency and wide bandwidth. The microstrip antennas presents narrow bandwidth due the loss in the dielectric generated by radiation. Another limitation is the radiation pattern degradation due the generation of surface waves in the substrate. In this work some used techniques to minimize the disadvantages (previously mentioned) of the use of microstrip antennas are presented, those are: substrates with PBG material - Photonic Bandgap, multilayer antennas and with stacked patches. The developed analysis in this work used the TTL - Transverse Transmission Line method in the domain of Fourier transform, that uses a component of propagation in the y direction (transverse to the direction real of propagation z), treating the general equations of electric and magnetic field as functions of y and y . This work has as objective the application of the TTL method to microstrip structures with single and multilayers of rectangular and triangular patches, to obtaining the resonance frequency and radiation pattern of each structure. This method is applied for the treatment of the fields in stacked structures. The Homogenization theory will be applied to obtaining the effective permittivity for s and p polarizations of the substrate composed of PBG material. Numerical results for the triangular and rectangular antennas with single layer, multilayers resonators with triangular and rectangular patches are presented (in photonic and isotropic substrates). Conclusions and suggestions for continuity of this work are presented

Obtenção dos parâmetros-x de estruturas planares

Due to major progress of communication system in the last decades, need for more precise characterization of used components. The S-parameters modeling has been used to characterization, simulation and test of communication system. However, limitation of S-parameters to model nonlinear system has created new modeling systems that include the nonlinear characteristics. The polyharmonic distortion modeling is a characterizationg technique for nonlinear systems that has been growing up due to praticity and similarity with S-parameters. This work presents analysis the polyharmonic distortion modeling, the test bench development for simulation of planar structure and planar structure characterization with X-parameters

Dinâmica da comunidade de macrófitas aquáticas no reservatório de Santana, RJ

Apesar da importância na dinâmica dos ecossistemas aquáticos, as macrófitas podem formar densas e extensas colonizações em corpos hídricos cujos equilíbrios ecológicos foram rompidos. Nessas condições, essas plantas promovem uma série de problemas que as tornam alvos de controle. Para elaboração de planos adequados de manejo dessa vegetação, é fundamental o conhecimento das dinâmicas relativas das populações que a compõem. O objetivo deste trabalho foi realizar levantamentos mensais da composição específica da comunidade de macrófitas que coloniza o reservatório de Santana, localizado no município de Piraí/RJ, monitorando 97 pontos georreferenciados, abrangendo toda a lâmina d'água. Foram identificadas 41 espécies, inseridas em 21 famílias botânicas. As famílias Poaceae, Pontederiaceae e Cyperacae foram as que apresentaram os maiores números de espécies ao longo do ano. Salvinia herzogii e Egeria densa apresentaram as maiores notas anuais de colonização do reservatório. As populações de Eichhornia azurea, Brachiaria arrecta e Paspalum repens completaram o grupo das espécies numericamente mais relevantes. As plantas de hábito flutuante tenderam a apresentar populações com padrão de distribuição geográfica casualizado, enquanto as espécies fixadas no sedimento e as submersas apresentaram populações com padrão agregado. Não houve expressivas variações mensais dos valores dos índices de diversidade (H') e de equitabilidade (E') das comunidades de macrófitas aquáticas ao longo do ano. O dendrograma construído com o coeficiente de Odum mostrou uma seqüência lógica dos meses, evidenciando uma definida sucessão de populações divididas em dois grupos de similaridade separados pelo mês de junho. Nessa época, o nível de água do reservatório foi reduzido e o sedimento ficou exposto, favorecendo as espécies de hábito emergente.

Dinâmica do tebuthiuron em palha de cana-de-açúcar

O tebuthiuron é um herbicida residual amplamente utilizado em cana-de-açúcar cultivada no sistema tradicional. em áreas de cana-crua, o comportamento desse herbicida na palha deixada sobre o solo não é muito conhecido. Para melhor entender esse comportamento, avaliou-se neste trabalho a dinâmica do tebuthiuron aplicado sobre a palha de cana-de-açúcar em diferentes períodos e intensidades de chuvas após a aplicação. Foram conduzidos quatro experimentos instalados em delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições. No primeiro, avaliou-se a interceptação do herbicida tebuthiuron no momento da aplicação sobre 0, 1, 2, 4, 6, 8, 10, 15 e 20 t ha-1 de palha de cana-de-açúcar. No segundo, foi avaliada a passagem do herbicida em 5, 10 e 15 t ha-1 de palha, simulando-se o equivalente a 2,5, 5, 10, 15, 20, 35, 50 e 65 mm de chuva, um dia após a aplicação (DAA). No terceiro, estudou-se o efeito de diferentes períodos de permanência (0, 1, 7, 14 e 28 DAA) do tebuthiuron na palha (10 t ha-1) antes da aplicação das mesmas precipitações simuladas no segundo estudo, acrescentando-se ainda mais uma simulação de 20 mm aos 7 e aos 14 dias após a aplicação do herbicida e das lâminas acumuladas de 65 mm. No quarto, avaliou-se a transposição do herbicida aplicado a 10 t ha-1 de palha, recebendo posteriormente uma lâmina de chuva de água de 20 mm e, no outro tratamento, uma irrigação de vinhaça de 20 mm, um dia após a aplicação. A quantificação do tebuthiuron foi realizada por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Nos estudos de dinâmica observou-se que, quanto maior a quantidade de palha, menor é a quantidade de produto que a transpõe no momento da aplicação. No segundo ensaio, pôde-se observar que, quanto maior a quantidade de palha, menor é a quantidade total extraída na simulação da precipitação. Para o terceiro estudo, os resultados indicaram que, quanto maior o tempo que o produto permanece na palha antes da ocorrência de chuva, menor é a extração total do produto com 65 mm de precipitação. Para as chuvas de 20 mm aos 7 e 14 dias após aplicação do herbicida e da lâmina de 65 mm para cada período, no terceiro ensaio, observou-se extração de quantidades mínimas do herbicida. A utilização de vinhaça como chuva simulada proporcionou aumento de 17% do tebuthiuron lixiviado, quando comparado com a mesma quantidade de chuva simulada com água.

Análise da dinâmica espaço-temporal de macrófitas submersas mapeadas com técnicas hidroacústicas no reservatório de Taquaruçu, rio Paranapanema

O objetivo deste trabalho foi avaliar o desenvolvimento da vegetação submersa, em termos da altura dos dosséis, considerando as dimensões espaço e tempo, usando técnicas de hidroacústica. Foram realizados dez levantamentos de campo no período de outubro de 2009 a dezembro de 2010, para aquisição de pontos georreferenciados de altura dos dosséis, frequência de ocorrência de vegetação, bem como de profundidade. Medidas limnológicas também foram feitas, a fim de verificar se suas variações poderiam explicar a distribuição espacial das macrófitas. Os dados de vegetação foram analisados por levantamento e por profundidade; além disso, compuseram um banco de dados implementado em um Sistema de Informação Geográfica. Foram então interpolados e das superfícies resultantes foram geradas cartas, que indicam a distribuição espacial do crescimento ou decaimento da vegetação. Modelos em três dimensões dos dosséis foram produzidos, para representar a ocupação volumétrica das macrófitas submersas. Os resultados mostraram que houve significativa redução da infestação de um ano para outro. Observou-se, ainda, que os maiores dosséis concentram-se em uma profundidade de 2 a 4 m. O mapeamento identificou tanto áreas de crescimento quanto de decaimento, distribuídas de modo heterogêneo. Não foi possível observar relação direta das medidas limnológicas com a dinâmica da vegetação, pois não apresentaram variação espaço-temporal significativa. Foi possível estimar o volume ocupado pelas macrófitas submersas, e a tendência observada é de que o aumento de volume é precedido por uma aparente homogeneização dos dosséis.

Dinâmica populacional do psilídeo-de-concha Glycaspis brimblecombei (Moore, 1964) (Hemiptera: Psyllidae) e de seu parasitóide Psyllaephagus bliteus (Hymenoptera: Encyrtidae) em floresta de Eucalyptus camaldulensis

O psilídeo-de-concha, Glycaspis brimblecombei, é uma praga exótica específica de Eucalyptus, que causa desfolha, secamento de ponteiros e ramos, podendo levar as árvores à morte. O parasitóide Psyllaephagus bliteus é indicado como principal agente no controle biológico desta praga. Portanto, o monitoramento adequado de as ambas espécies por um método eficiente de amostragem facilitaria o manejo para uma futura tomada de decisão. Devido à falta de informações referentes ao seu comportamento em plantações extensivas de eucalipto no Brasil, este trabalho teve como objetivo estudar as populações de G. brimblecombei e de P. bliteus em florestas de Eucalyptus camaldulensis, utilizando armadilhas amarelas para determinação de sua flutuação populacional e correlacionado-as com variáveis meteorológicas (temperatura e precipitação). A determinação da flutuação populacional (53 pontos amostrais) foi realizada em talhão de 19ha com E. camaldulensis em Luíz Antônio, SP, em 10avaliações quinzenais, entre janeiro e junho de 2005. As populações de ambas as espécies apresentaram correlação inversamente proporcional em função da temperatura e não há correlação com a precipitação no período avaliado.

Otimização topológica de estruturas termoelásticas tridimensionais

This work presents an optimization technique based on structural topology optimization methods, TOM, designed to solve problems of thermoelasticity 3D. The presented approach is based on the adjoint method of sensitivity analysis unified design and is intended to loosely coupled thermomechanical problems. The technique makes use of analytical expressions of sensitivities, enabling a reduction in the computational cost through the use of a coupled field adjoint equation, defined in terms the of temperature and displacement fields. The TOM used is based on the material aproach. Thus, to make the domain is composed of a continuous distribution of material, enabling the use of classical models in nonlinear programming optimization problem, the microstructure is considered as a porous medium and its constitutive equation is a function only of the homogenized relative density of the material. In this approach, the actual properties of materials with intermediate densities are penalized based on an artificial microstructure model based on the SIMP (Solid Isotropic Material with Penalty). To circumvent problems chessboard and reduce dependence on layout in relation to the final optimal initial mesh, caused by problems of numerical instability, restrictions on components of the gradient of relative densities were applied. The optimization problem is solved by applying the augmented Lagrangian method, the solution being obtained by applying the finite element method of Galerkin, the process of approximation using the finite element Tetra4. This element has the ability to interpolate both the relative density and the displacement components and temperature. As for the definition of the problem, the heat load is assumed in steady state, i.e., the effects of conduction and convection of heat does not vary with time. The mechanical load is assumed static and distributed

Método de Otimização Topológica em Estruturas Tridimensionais

The topology optimization problem characterize and determine the optimum distribution of material into the domain. In other words, after the definition of the boundary conditions in a pre-established domain, the problem is how to distribute the material to solve the minimization problem. The objective of this work is to propose a competitive formulation for optimum structural topologies determination in 3D problems and able to provide high-resolution layouts. The procedure combines the Galerkin Finite Elements Method with the optimization method, looking for the best material distribution along the fixed domain of project. The layout topology optimization method is based on the material approach, proposed by Bendsoe & Kikuchi (1988), and considers a homogenized constitutive equation that depends only on the relative density of the material. The finite element used for the approach is a four nodes tetrahedron with a selective integration scheme, which interpolate not only the components of the displacement field but also the relative density field. The proposed procedure consists in the solution of a sequence of layout optimization problems applied to compliance minimization problems and mass minimization problems under local stress constraint. The microstructure used in this procedure was the SIMP (Solid Isotropic Material with Penalty). The approach reduces considerably the computational cost, showing to be efficient and robust. The results provided a well defined structural layout, with a sharpness distribution of the material and a boundary condition definition. The layout quality was proporcional to the medium size of the element and a considerable reduction of the project variables was observed due to the tetrahedrycal element

Modelagem dinâmica do escoamento de um sistema de elevação por plunger lift

A critical problem in mature gas wells is the liquid loading. As the reservoir pressure decreases, gas superficial velocities decreases and the drag exerted on the liquid phase may become insufficient to bring all the liquid to the surface. Liquid starts to drain downward, flooding the well and increasing the backpressure which decreases the gas superficial velocity and so on. A popular method to remedy this problem is the Plunger Lift. This method consists of dropping the "plunger"to the bottom of the tubing well with the main production valve closed. When the plunger reaches the well bottom the production valve is opened and the plunger carry the liquid to the surface. However, models presented in literature for predicting the behavior in plunger lift are simplistic, in many cases static (not considering the transient effects). Therefore work presents the development and validation of a numerical algorithm to solve one-dimensional compressible in gas wells using the Finite Volume Method and PRIME techniques for treating coupling of pressure and velocity fields. The code will be then used to develop a dynamic model for the plunger lift which includes the transient compressible flow within the well

Dinâmica de transposição de herbicida através de palha de aveia-preta utilizando diferentes pontas de pulverização

A transposição da palha por herbicidas aplicados em pré ou pós-emergência durante a aplicação é determinante na sua eficiência, dinâmica e impacto ambiental. O experimento foi conduzido no Núcleo de Pesquisas Avançadas em Matologia - FCA/UNESP, campus de Botucatu-SP, tendo como objetivo avaliar o desempenho de diferentes modelos de pontas de pulverização na transposição em quantidades crescentes de palha de aveia-preta (Avena strigosa). Os tratamentos foram constituídos pelo monitoramento do traçador corante Azul Brilhante (FDC-1) a 3.000 ppm, pulverizado com as pontas de pulverização XR11002-VS, TJ60-11002VS, FL-5VS, DG11002-VS, TXVK-8, TT11002-VP e AI11002-VS, utilizando, respectivamente, as pressões de trabalho de 1,4; 2,0; 1,5; 2,0; 4,9; 3,0 e 3,0 kgf cm² e volume de calda de 200, 200, 428, 200, 213 e 270 L ha-1 sobre quantidades de 0, 1, 2, 4, 6, 8, 10 e 12 t ha-1 de palha de aveia-preta. O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado, com sete tratamentos e cinco repetições, as quais foram constituídas de caixas plásticas com palha acondicionada sobre um fundo falso de área conhecida, sendo este lavado após as aplicações, para posterior quantificação do traçador em espectrofotometria. O modelo de Mitscherlich simplificado (Y = 10 ^ (2 - (C*X))) mostrou ajuste satisfatório para os dados originais de traçador que transpôs a palha, apresentando coeficientes de determinação (R²) elevados, oscilando entre 0,9782 e 0,9971. Todos os modelos de pontas de pulverização mostraram-se similares na transposição da palha pelo traçador. As porcentagens médias de transposição foram de 43,00; 18,77; 3,73; 0,78; 0,17; 0,04 e 0,01% para as quantidades de 1, 2, 4, 6, 8, 10 e 12 t ha-1 de palha, respectivamente.