Caracterização de superfícies seletivas de frequência de periódicas e não-periódicas

The past years have seen a great interest in the use of frequency selective surfaces (FSS), as spatial filters, in many microwave applications. Among these, we highlight applications in telecommunication systems (such as satellite communications and radar), high gain antennas (combined with planar antennas) and (home and industrial) microwave ovens. The FSS is usually composed of two-dimensional periodic arrays, with equally spaced elements, which may be metallic patches (printed on dielectric substrates) or aperture (holes in thin metal surfaces). Using periodic arrays, the FSS have been able to meet the demands of the telecommunications industry. However, new demands are finding technological limitations. In this context, adverse filtering requirements have forced designers to use FSS optimization methods to find specific formats of FSS elements. Another alternative that has been used to increase the selectivity of the FSS is the cascaded FSS, a simple technique that has as main drawback the increased dimensions of the structure, as well as its weight. This work proposes the development of a new class of selective surfaces frequency (FSS) composed of quasi-periodic (or non-periodic) arrangements. The proposed FSS have no array periodicity, in relation with the spatial position of their elements. The frequency responses of these structures were simulated using commercial softwares that implement full-wave methods. For the purpose of validation of this study, FSS prototypes were built and measured, being possible to observe a good agreement between simulated and measured results. The main conclusions of this work are presented, as well as suggestions for future works.

Vibrações transversais em vigas finitas sujeitas a cargas móveis: radiação de transição associada à mudança brusca da rigidez vertical de fundação

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Civil, ramo de Estruturas

Modelagem Sísmica via métodos das diferenças finitas: caso da bacia do Amazonas

Este trabalho tem por objetivo apresentar os resultados da modelagem sísmica em meios com fortes descontinuidades de propriedades físicas, com ênfase na existência de difrações e múltiplas reflexões, tendo a Bacia do Amazonas como referência à modelagem. As condições de estabilidade e de fronteiras utilizadas no cálculo do campo de ondas sísmicas foram analisadas numericamente pelo método das diferenças finitas, visando melhor compreensão e controle da interpretação de dados sísmicos. A geologia da Bacia do Amazonas é constituída por rochas sedimentares depositadas desde o Ordoviciano até o Recente que atingem espessuras da ordem de 5 km. Os corpos de diabásio, presentes entre os sedimentos paleozóicos, estão dispostos na forma de soleiras, alcançam espessuras de centenas de metros e perfazem um volume total de aproximadamente 90000 Km³. A ocorrência de tais estruturas é responsável pela existência de reflexões múltiplas durante a propagação da onda sísmica o que impossibilita melhor interpretação dos horizontes refletores que se encontram abaixo destas soleiras. Para representar situações geológicas desse tipo foram usados um modelo (sintético) acústico de velocidades e um código computacional elaborado via método das diferenças finitas com aproximação de quarta ordem no espaço e no tempo da equação da onda. A aplicação dos métodos de diferenças finitas para o estudo de propagação de ondas sísmicas melhorou a compreensão sobre a propagação em meios onde existem heterogeneidades significativas, tendo como resultado boa resolução na interpretação dos eventos de reflexão sísmica em áreas de interesse. Como resultado dos experimentos numéricos realizados em meio de geologia complexa, foi observada a influência significativa das reflexões múltiplas devido à camada de alta velocidade, isto provocou maior perda de energia e dificultou a interpretação dos alvos. Por esta razão recomenda-se a integração de dados de superfície com os de poço, com o objetivo de obter melhor imagem dos alvos abaixo das soleiras de diabásio.

Estudio y evaluación de una herramienta para representar máquinas de estado finitas

En este artículo se presentan los resultados y conclusiones del trabajo deinvestigación llevado a cabo sobre herramientas informáticas para representación de grafos de autómatas de estado finitos. El principal resultado de esta investigación es el desarrollo de una nueva herramienta, que permita dibujar el grafo de forma totalmente automática, partiendo de una tabla de transiciones donde se describe al autómata en cuestión.

Uma revisão sobre a parametrização de rotações finitas na dinâmica de corpos rígidos

Este trabalho tem por objetivo apresentar possíveis parametrizações de rotações finitas, dando especial ênfase à descrição do operador rotação em termos dos parâmetros mais utilizados na literatura.. Uma descrição intrínseca do operador rotação e de suas propriedades é apresentada.. Em seguida, este operador é utilizado para descrever a cinemática espacial de corpos rígidos. Parâmetros como ângulos de Euler e de Bryant, parâmetros de Euler e de Rodrigues, vetor rotação, vetor rotação conforme, e quaternios são apresentados, assim como suas relações. Problemas como pontos de singularidade e propriedades de diferenciabilidade são tratados. Comparações entre os diversos sistemas de parametrizações são apresentadas e conclusões finais acerca das vantagens e desvantagens de uma dada parametrização são formuladas.

Comparación de la solución de ecuaciones diferenciales usando diferencias finitas y elemento finito

Tesis (Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Térmica y Fluidos) UANL

Aplicación del método de diferencias finitas al análisis de un acuífero confinado [por] Efraín Salinas Salinas

Tesis (Maestría en Ciencias, con especialidad en Hidrología Subterránea) U. A. N. L.

Datos para la adaptación castellana de temores (FSS).

Resumen tomado de la publicación

Análise de treliças planas viscoelásticas com deformações finitas e pórticos planos viscoelásticos com vigas mistas

Este trabalho compõe-se de duas partes. A primeira parte propõe-se a apresentar um estudo e um programa computacional para a análise não linear geométrica de treliças planas com propriedades: viscoelásticas. Na segunda parte, tem-se o estudo e um programa sobre pórticos planos com propriedades viscoelásticas, usando o modelo reológico standard e o dado pelo CEB. Leva-se em consideração o efeito de temperatura e retração nesta análise. Estende-se o trabalho sobre pórtico para o estudo sobre vigas mistas, levando em consideração a mudança da linha neutra. A formulação está baseada no método dos elementos finitos para grandes deformações, particularizada para treliça e pórtico. É feita a descrição de ambos os programas e rodados diversos exemplos.

Uma solução híbrida para a equação de Fokker-Planck dependente da energia usando a técnica da transformada de Laplace e diferenças finitas

Neste trabalho é obtida uma solução híbrida para a equação de Fokker-Planck dependente da energia, muito utilizada em problemas de implantação iônica. A idéia consiste na aplicação da transformada de Laplace na variável de energia e aplicação de um esquema de diferenças finitas nas variáveis espacial e angular desta equação. Tal procedimento gera um problema matricial simbólico para a energia transformada. Para resolver este sistema, procede-se a inversão de Laplace da matriz (sI+A), onde s é um parâmetro complexo, I a matriz identidade e A uma matriz quadrada gerada pela discretização das variáveis espacial e angular. A matriz A não é diagonalizável, desta forma, contorna-se este problema decompondo esta matriz na soma de outras duas, onde uma delas é diagonalizável. É gerado então um método iterativo de inversão, semelhante ao método da fonte fixa associado ao método de diagonalização, do qual o resultado fornecido são os valores para o fluxo de partículas do sistema. A partir disto pode-se determinar a energia depositada no sistema eletrônico e nuclear do alvo. Para validar os resultados obtidos faz-se a simulação de implantação de íons de B em Si numa faixa energética de 1keV a 50MeV, comparam-se os resultados com simulação gerada numericamente pelo software SRIM2003.

Análise comparativa entre simuladores de linha de fluxo e diferenças finitas para um reservatório de petróleo submetido a injeção de água

Water injection is the most widely used method for supplementary recovery in many oil fields due to various reasons, like the fact that water is an effective displacing agent of low viscosity oils, the water injection projects are relatively simple to establish and the water availability at a relatively low cost. For design of water injection projects is necessary to do reservoir studies in order to define the various parameters needed to increase the effectiveness of the method. For this kind of study can be used several mathematical models classified into two general categories: analytical or numerical. The present work aims to do a comparative analysis between the results presented by flow lines simulator and conventional finite differences simulator; both types of simulators are based on numerical methods designed to model light oil reservoirs subjected to water injection. Therefore, it was defined two reservoir models: the first one was a heterogeneous model whose petrophysical properties vary along the reservoir and the other one was created using average petrophysical properties obtained from the first model. Comparisons were done considering that the results of these two models were always in the same operational conditions. Then some rock and fluid parameters have been changed in both models and again the results were compared. From the factorial design, that was done to study the sensitivity analysis of reservoir parameters, a few cases were chosen to study the role of water injection rate and the vertical position of wells perforations in production forecast. It was observed that the results from the two simulators are quite similar in most of the cases; differences were found only in those cases where there was an increase in gas solubility ratio of the model. Thus, it was concluded that in flow simulation of reservoirs analogous of those now studied, mainly when the gas solubility ratio is low, the conventional finite differences simulator may be replaced by flow lines simulator the production forecast is compatible but the computational processing time is lower.

Análise e síntese de antenas e superfícies seletivas de frequência utilizando computação evolucionária e inteligência de enxames

The frequency selective surfaces, or FSS (Frequency Selective Surfaces), are structures consisting of periodic arrays of conductive elements, called patches, which are usually very thin and they are printed on dielectric layers, or by openings perforated on very thin metallic surfaces, for applications in bands of microwave and millimeter waves. These structures are often used in aircraft, missiles, satellites, radomes, antennae reflector, high gain antennas and microwave ovens, for example. The use of these structures has as main objective filter frequency bands that can be broadcast or rejection, depending on the specificity of the required application. In turn, the modern communication systems such as GSM (Global System for Mobile Communications), RFID (Radio Frequency Identification), Bluetooth, Wi-Fi and WiMAX, whose services are highly demanded by society, have required the development of antennas having, as its main features, and low cost profile, and reduced dimensions and weight. In this context, the microstrip antenna is presented as an excellent choice for communications systems today, because (in addition to meeting the requirements mentioned intrinsically) planar structures are easy to manufacture and integration with other components in microwave circuits. Consequently, the analysis and synthesis of these devices mainly, due to the high possibility of shapes, size and frequency of its elements has been carried out by full-wave models, such as the finite element method, the method of moments and finite difference time domain. However, these methods require an accurate despite great computational effort. In this context, computational intelligence (CI) has been used successfully in the design and optimization of microwave planar structures, as an auxiliary tool and very appropriate, given the complexity of the geometry of the antennas and the FSS considered. The computational intelligence is inspired by natural phenomena such as learning, perception and decision, using techniques such as artificial neural networks, fuzzy logic, fractal geometry and evolutionary computation. This work makes a study of application of computational intelligence using meta-heuristics such as genetic algorithms and swarm intelligence optimization of antennas and frequency selective surfaces. Genetic algorithms are computational search methods based on the theory of natural selection proposed by Darwin and genetics used to solve complex problems, eg, problems where the search space grows with the size of the problem. The particle swarm optimization characteristics including the use of intelligence collectively being applied to optimization problems in many areas of research. The main objective of this work is the use of computational intelligence, the analysis and synthesis of antennas and FSS. We considered the structures of a microstrip planar monopole, ring type, and a cross-dipole FSS. We developed algorithms and optimization results obtained for optimized geometries of antennas and FSS considered. To validate results were designed, constructed and measured several prototypes. The measured results showed excellent agreement with the simulated. Moreover, the results obtained in this study were compared to those simulated using a commercial software has been also observed an excellent agreement. Specifically, the efficiency of techniques used were CI evidenced by simulated and measured, aiming at optimizing the bandwidth of an antenna for wideband operation or UWB (Ultra Wideband), using a genetic algorithm and optimizing the bandwidth, by specifying the length of the air gap between two frequency selective surfaces, using an optimization algorithm particle swarm

Síntese de superfícies seletivas de frequência atráves de técnicas de computação natural

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Análise teórica e experimental de superfícies seletivas de freqüência e suas aplicações em antenas planares

This work presents a theoretical and numerical analysis of structures using frequency selective surfaces applied on patch antennas. The FDTD method is used to determine the time domain reflected fields. Applications of frequency selective surfaces and patch antennas cover a wide area of telecommunications, especially mobile communications, filters and WB antennas. scattering parameters are obteained from Fourier Transformer of transmited and reflected fields in time domain. The PML are used as absorbing boundary condition, allowing the determination of the fields with a small interference of reflections from discretized limit space. Rectangular patches are considered on dielectric layer and fed by microstrip line. Frequency selective surfaces with periodic and quasi-periodic structures are analyzed on both sides of antenna. A literature review of the use of frequency selective surfaces in patch antennas are also performed. Numerical results are also compared with measured results for return loss of analyzed structures. It is also presented suggestions of continuity to this work

Uma proposta de FSS fractal com geometria simplificada

Frequency Selective Surfaces (FSS) are periodic structures in one or two dimensions that act as spatial filters, can be formed by elements of type conductors patches or apertures, functioning as filters band-stop or band-pass respectively. The interest in the study of FSS has grown through the years, because such structures meet specific requirements as low-cost, reduced dimensions and weighs, beyond the possibility to integrate with other microwave circuits. The most varied applications for such structures have been investigated, as for example, radomes, antennas systems for airplanes, electromagnetic filters for reflective antennas, absorbers structures, etc. Several methods have been used for the analysis of FSS, among them, the Wave Method (WCIP). Are various shapes of elements that can be used in FSS, as for example, fractal type, which presents a relative geometric complexity. This work has as main objective to propose a simplification geometric procedure a fractal FSS, from the analysis of influence of details (gaps) of geometry of the same in behavior of the resonance frequency. Complementarily is shown a simple method to adjust the frequency resonance through analysis of a FSS, which uses a square basic cell, in which are inserted two reentrance and dimensions these reentrance are varied, making it possible to adjust the frequency. For this, the structures are analyzed numerically, using WCIP, and later are characterized experimentally comparing the results obtained. For the two cases is evaluated, the influence of electric and magnetic fields, the latter through the electric current density vector. Is realized a bibliographic study about the theme and are presented suggestions for the continuation of this work