Littérature scientifique sur le sujet « Ondas estacionárias »

Apresentamos nesse artigo um aparato muito simples de ser construído e de custo quase zero que permite a produção de ondas estacionárias em uma corda. O aparato pode ser utilizado pelo professor para realizar demonstrações em sala de aula sobre os temas: ondas transversais, ondas estacionárias e polarização de ondas. O efeito da destruição de uma onda polarizada por meio de dois polarizadores cruzados também pode ser demonstrado.

<p>A levitação acústica pode ser uma ferramenta valiosa para auxiliar estudantes de graduação a aprender conceitos básicos de física, tais como movimento harmônico simples, ondas acústicas estacionárias, e energia potencial. Neste artigo, apresentamos o princípio de funcionamento de um levitador acústico e explicamos como aplicar as equações básicas da acústica para determinar a força de radiação acústica que atua numa esfera em uma onda estacionária.</p>

<p>Este trabalho apresenta uma experiência de baixo custo de ondas estacionárias em uma corda. Ela usa um aplicativo de <italic>smartphone</italic> para sistema operacional Android, o “PA Tone”, que gera um sinal senoidal ao invés de um caro gerador de ondas comercial. Utilizamos um osciloscópio para analisar a onda senoidal gerada a partir do aplicativo para verificar se houve alguma mudança na forma de onda com o aumento da freqüência. Também usamos um osciloscópio para verificar a confiabilidade dos valores de frequência indicados nas configurações do aplicativo. O gerador de sinais “PA Tone” foi então usado com um oscilador mecânico ligado a uma corda, no clássico experimento de criação de ondas estacionárias, no qual a densidade linear da corda pode ser inferida. Este experimento mostrou que o aplicativo “PA Tone” é uma alternativa viável ao gerador de sinais comercial.</p>

Resumo Estudos de conforto térmico humano em espaços abertos são de relevância para o planejamento urbano climaticamente orientado, estando relacionados à qualidade de vida em áreas urbanas. Considerando-se a frequência cada vez maior de ondas de calor nessas áreas, deve-se avaliar o efeito desses episódios na percepção térmica de citadinos. No presente estudo investigaram-se os efeitos da aclimatação no curto prazo na percepção térmica de indivíduos no espaço aberto durante episódios de onda de calor. Condições estacionárias foram garantidas por uma permanência prolongada dos participantes (n=16) em câmara climática, localizada em Karlsruhe, Alemanha, antes de sua exposição às condições externas. Foram aplicados questionários de sensação e preferência térmicas em três momentos: a) imediatamente ao sair da câmara, b) 15 minutos e c) 30 minutos após. Avaliam-se os efeitos de aclimatação na percepção térmica dos sujeitos comparativamente às condições térmicas externas, as quais são expressas em termos do índice UTCI (Universal Thermal Climate Index) e da correspondente sensação térmica dinâmica estimada DTS (Dynamic Thermal Sensation). Os resultados mostraram que, mesmo tendo as condições ao ar livre permanecido inalteradas ao longo do tempo de exposição de 30 min, os votos de percepção térmica dos sujeitos diferiram sutilmente nesse curto espaço de tempo, embora sem significância estatística. A aclimatação a onda de calor levou a maior tolerância ao calor logo após, com perda dessa aclimatação na sessão subsequente.

Séries temporais associadas a explosões solares são classificadas como séries não estacionárias, assim sendo, suas componentes de frequência apresentam uma variação ao longo do tempo. Dessa maneira, torna-se necessário aplicar a transformada wavelet, pois ela concebe uma representação tempo-frequência, possibilitando identificar períodos em determinados intervalos de tempo, de forma a caracterizar o evento físico. Aplicou-se a técnica wavelet em duas séries temporais de um grupo de emissões tipo III registradas pelo espectrógrafo BLEN7M em 21 de abril de 2015 (08:30:00 UT – 09:00:00 UT), na faixa de ondas métricas (200 MHz – 800 MHz). Os resultados demonstram períodos entre 8 e 16 segundos em um mesmo subgrupo de emissões e dezenas de segundos (60 a 120 segundos) entre grupos. A configuração na qual os períodos apareceram nos resultados, sugerem que os eventos físicos responsáveis pela emissão do tipo III tem natureza intermitente.

Introdução: A terapia de ondas de choque piezoelétrica (TOC) é uma técnica não invasiva que visa a reduzir o tecido adiposo subcutâneo localizado. Objetivos: Investigar os efeitos da terapia ondas de choque piezoelétrica na redução da adiposidade subcutânea localizada. Métodos: Efetuou-se um estudo experimental, com 31 participantes, de 25 a 45 anos, do sexo feminino. Foram realizadas quatro sessões de tratamento, uma vez por semana com parâmetros da OC piezoelétrica. Procedeu-se à aplicação dinâmica na região infraumbilical; e estacionária, na supraumbilical, ambas no lado esquerdo. O lado direito não recebeu aplicação, tornando-se o lado controle. Resultados: Na aplicação da TOC piezoelétrica na forma estacionária, houve maior redução de tecido adiposo do que no modo dinâmico. Conclusão: Pode-se observar que a terapia por OC piezoelétrica promoveu uma redução da adiposidade localizada, com o modelo de equipamento escolhido e na dose proposta neste estudo, constatada nas análises de plicometria e ultrassonografia.

Este artigo é um estudo observacional dos eventos de precipitação na cidade de Pelotas associados aos sistemas e processos sinóticos durante nove meses de um ano em que ocorreu La Niña, de um ano de El Niño e de um ano normal. Nesta investigação foram encontrados como sistemas sinóticos, as zonas frontais (fria, quente, oclusa, secundária e estacionária) e o processo de ciclogênese. Além disso, as precipitações dentro de uma massa de ar foram associadas a nuvens Cb e St e a complexos convectivos de mesoescala (CCM). Foram calculados os valores de precipitação (total-PTM e média-PM, por mês) gerados pelos diferentes sistemas sinóticos e as variações mensais destes valores foram analisadas. As maiores freqüências de precipitação em frentes frias, quentes, em ondas em frentes frias e em nebulosidades ciclogenéticas ocorreram no ano de El Niño. As precipitações nas frentes oclusas e secundárias foram mais freqüentes no ano de La Niña. As precipitações muita intensas em frentes frias, oclusas, em ondas e em extremidades de frentes frias foram mais freqüentes no ano de El Niño. Os valores máximos de PTM foram produzidos por frentes oclusas e ciclones jovens no ano de El Niño.

Nesse trabalho, discutimos um experimento laboratorial de baixo custo para o estudo da teoria de ondas estacionárias em cordas vibrantes. Fazendo uso de um aparato eletrônico relativamente simples, baseado na realimentação eletromagnética, conseguimos verificar tanto a harmonicidade das ondas estacionárias quanto a relação numérica existente entre os harmônicos presentes em oscilações obtidas para um dado modo de excitação.

Resumo Os conceitos de ondas estacionárias e modos normais são dos mais fundamentais da física, tanto da mecânica clássica como da quântica e do eletromagnetismo. Demonstrações usuais da existência de modos normais de oscilação incluem quase que exclusivamente modelos mecânicos, como por exemplo, cordas vibrantes. Neste artigo propomos um experimento simples para a geração e observação de ondas eletromagnéticas estacionárias em um cabo coaxial.

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2015-05-28T17:33:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) tese-Tarciana-versao biblioteca.pdf: 875199 bytes, checksum: c81d29e7adf78a92c64cbe5a5d55d4fb (MD5)
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Capes/Cnpq
Usando métodos variacionais estudamos existência e multiplicidade de soluções para algumas classes de equações de Schrödinger com potenciais que podem mudar de sinal e não linearidades que têm crescimento subcrítico Sobolev e crescimento crítico no sentido de Trudinger-Moser

O estudo da força de radiação acústica é de extrema importância para compreender o fenômeno da levitação acústica, tendo em vista que ela é que permite a levitação de objetos no interior de uma cavidade acústica. A cavidade acústica é uma região do espaço delimitada pelas faces de um transdutor e de um refletor, onde é produzida uma onda estacionária de alta intensidade. Nesta técnica, conhecida como levitação por ondas estacionárias, pequenos objetos são aprisionados nos nós de pressão da onda estacionária. Além desta, também existe uma outra técnica de levitação onde não há a necessidade de se utilizar um refletor, técnica conhecida como levitação de campo próximo, na qual se tem apenas um transdutor e o objeto de face plana que se deseja levitar. Nesta técnica há uma pequena região com ar entre o transdutor e o objeto, sendo que a espessura da camada de ar é muito menor que o comprimento de onda. Neste trabalho foi feito um estudo numérico e experimental da força de radiação acústica em levitadores acústicos de onda estacionária e em levitadores de campo próximo. As simulações foram realizadas no software de elementos finitos COMSOL Mutiphysics. No estudo experimental foi utilizada uma balança eletrônica para medir a força de radiação acústica e uma câmera de alta velocidade para observar o comportamento oscilatório de objetos esféricos no interior da cavidade acústica. O estudo da força de radiação acústica resultou em três principais contribuições. A primeira contribuição está relacionada com a caracterização de efeitos não lineares em um levitador acústico, como o fenômeno de salto (jump phenomenon) e o fenômeno de histerese. A segunda contribuição está relacionada com o estudo numérico e experimental da força de radiação acústica que atua no refletor de um levitador acústico. Por último também foi feito um estudo da força de radiação acústica que atua no refletor para a região do campo próximo. Neste último estudo foi verificado que quando o diâmetro da face do transdutor é pequeno em comparação com o comprimento de onda, surge uma força atrativa sobre o refletor, e esta força pode ser utilizada para levitar um objeto plano em baixo da face do transdutor, sem haver necessidade de utilizar refletores.
The study of the acoustic radiation force is of high relevance to understand the acoustic levitation, since it is responsible for the levitation of small objects in the interior of an acoustic cavity. The acoustic cavity is the region delimited by the surfaces of the transducer and the reflector, where it is generated an acoustic standing wave field of high intensity. In this technique, called standing wave acoustic levitation, small objects are entrapped at the pressure nodes of the standing wave. In addition, there is also another levitation technique where there is no need to use a reflector. This technique is known as near-field levitation, in which there is only one transducer and the flat-faced object to be levitated. In this technique there is a small region with air between the transducer and the object, with the thickness of the air layer being much smaller than the wavelength. In this work, a numerical and experimental study of the acoustic radiation force in acoustic wave levitators and near-field levitators was done. The simulations were performed in the finite element software COMSOL Mutiphysics. In the experimental results, an electronic scale was used to measure the acoustic radiation force and a high speed camera was applied to observe the oscillatory behavior of spherical objects inside the acoustic cavity. The study of acoustic radiation strength resulted in three main contributions. The first contribution is related to the characterization of nonlinear effects in an acoustic levitator, such as the jump phenomenon and the hysteresis phenomenon. The second contribution is related to the numerical and experimental study of the acoustic radiation force that acts on the reflector of an acoustic levitator. Finally, a study of the acoustic radiation force that acts on the reflector for the near field region was also made. In this last study, it was verified that when the transducer is small in comparison with the wavelength, an attractive force appears on the reflector. This force can be used to levitate a flat object below the transducer face, without requiring a reflector.

Alterações nas Ondas Quase-Estacionárias (OEs) são conectadas a mudanças climáticas regionais e a propagação da energia dessas ondas exerce grande influência na evolução e desenvolvimento da circulação geral. Assim, em um cenário de aquecimento do clima, ou seja, de um aumento na concentração dos gases de efeito estufa, essas ondas provavelmente sofrerão alterações. Diante disto, este trabalho, primeiramente, investigou a resposta global das OEs as mudanças climáticas projetadas para o clima do futuro. Dez Modelos de Circulação Geral Acoplados Oceano-Atmosfera (MCGOAs), inclusos no quarto relatório de avaliação do IPCC, foram avaliados quanto a sua habilidade em reproduzir as OEs climatológicas observadas nos dados das reanálises do NCEP/NCAR e do ECMWF. Seis MCGOAs foram selecionados para a análise das mudanças climáticas simuladas nas OEs e na sua propagação. Para a análise das mudanças na propagação das OEs um novo método foi utilizado e consiste no emprego da energia cinética das OEs como uma medida da atividade de onda ao longo do guia de onda. Os resultados revelaram que as OEs realmente sofrem alterações em um cenário de aquecimento do clima com mudanças na sua amplitude e nos sistemas característicos dessas ondas. No clima do futuro, a propagação das OEs é desfavorável em todos os guias de onda analisados e a corrente de jato subtropical tem um deslocamento para o pólo no inverno, especialmente no Hemisfério Sul (HS). A propagação desfavorável das OEs no guia de onda da corrente de jato da Ásia pode resultar no enfraquecimento da alta sobre o Pacífico tropical oeste e da baixa sobre o leste da Ásia. Já a propagação desfavorável no guia de onda do jato subtropical do Atlântico Norte e no guia de onda do jato polar no HS pode resultar no enfraquecimento do cavado em torno do sul de Cuba e do cavado sobre o Atlântico tropical oeste, respectivamente. Desde o fim da década de 1970 e início da década de 1980 muitos estudos notaram uma mudança significativa na estrutura da circulação de grande escala em ambos oshemisférios. Portanto, posteriormente, analisaram-se as mudanças climáticas observadas nas OEs e na sua propagação associadas com essas alterações climáticas descritas por vários autores. A análise das mudanças na propagação das OEs consistiu de duas partes. Na primeira parte as mudanças multidecadais na atividade das OEs foram investigadas em dois períodos: 1948-1978 e 1979-2000. Os resultados mostraram que no último período a propagação das OEs foi favorecida em ambos os hemisférios. Existem indicações de que essas mudanças estejam associadas com a fase quente da Oscilação Decadal do Pacífico, com a fase positiva da Oscilação do Atlântico Norte e com flutuações na Temperatura da Superfície do Mar tropical. Na segunda parte as mudanças interanuais na propagação das OEs foram examinadas durante fortes episódios de El Niño e La Niña que ocorreram de 1948-2000. Os resultados mostraram que, durante fortes eventos de El Niño, a propagação das OEs foi desfavorecida no Hemisfério Norte e associada com o enfraquecimento da monção de inverno do leste da Ásia e favorecida no HS, sendo associada a uma forte crista no leste da Austrália.
Changes in the Stationary Rossby Waves (SRW) are connected to the regional climate change and the energy propagation of these waves have great influence on the evolution and development of general circulation. Thus, in a warming scenario with increasing greenhouse gases concentration, these waves probably will change. So, this work investigates, firstly, the SRW global response to the projected climate change for the future climate. The performance of ten Coupled Ocean-Atmosphere General Circulation Models (OAGCMs), included on the IPCC Fourth Assessment Report was evaluated to reproduce the climatological SRW observed in the NCEP/NCAR and ECMWF reanalysis. Six OAGCMs were selected to analyze the simulated climate changes in SRW and in their propagation. For the analysis of changes in SRW propagation a new method was used, which consists in use the SRW kinetic energy as a measure of wave activity throughout the waveguide. The results reveal that the SRW really change in a warming scenario, with modifications in their amplitude and in the characteristics systems of these waves. In the future climate, the SRW propagation is not favored in all waveguides analyzed and the subtropical jet stream has a displacement towards pole in winter season, especially in Southern Hemisphere (SH). A not favored SRW propagation in the Asian jet stream waveguide can result in the weakening of the ridge over the west tropical Pacific and the trough over East Asia. The not favored SRW propagation in the subtropical North Atlantic jet stream and in the SH polar jet waveguides can result in the weakening of the troughs around south Cuba and over the west tropical Atlantic, respectively. Since late 1970s and early 1980s many studies showed a major shift in the structure of large-scale circulation occurring in both hemispheres. So, posteriorly, the observed climate changes in the SRW pattern and their propagation associated with these climate shifts were investigated. The SRW propagation changes analysis were divided in two parts. In the first part, the multidecadal changes in the SRW activity were examined for two periods: 1948-1978 and 1979-2000. The results revealed that in the last period the SRW propagation was favored in both hemispheres. There are indications that these changes can be associated with the Pacific Decadal Oscillation warm phase, the North Atlantic Oscillation positive phase and with sea surface tropical temperature fluctuations. In the second part, the interannual changes in the SRW propagation were examined during strong El Niño and La Niña episodes, which occurred from 1948-2000. The results showed that, during strong El Niño events, the SRW propagation was not favored in Northern Hemisphere and is associated with the East Asia monsoon winter weakening and was favored in SH, being associated with a strong ridge in east Australia.

Utilizando-se dados de reanálise 2 NCEP-DOE para o período de 1979 a 2006, foram estudadas as características climatológicas, a variabilidade interanual, intrasazonal e mensal das ondas quase-estacionárias no Hemisfério Sul (HS). As análises foram realizadas a partir da decomposição em componentes da série de Fourier, do geopotencial em vários níveis da atmosfera. As ondas quase-estacionárias 1, 2 e 3 em geral apresentaram características semelhantes às apresentadas em estudos anteriores, porém detalhando seus comportamentos mensais com relação à amplitude e estruturas zonal, latitudinal e vertical. Com uma análise mais detalhada das características climatológicas das ondas de 1 a 4, foi observado que as ondas quase-estacionárias 3 e 4 são importantes na caracterização das circulações de verão da América do Sul, representando quase que totalmente o sistema Alta da Bolivia na presença da Zona de Convergência do Atlântico Sul. A onda 4 especialmente apresenta uma configuração muito parecida com a Zona de Convergência do Atlântico Sul, com uma orientação noroeste-sudeste sobre a América do Sul. Outras 3 regiões no HS com características semelhantes foram identificadas nas regiões das outras zonas de convergência do HS: Zona de Convergência do Pacífico Sul, Zona de Convergência do Índico e uma zona de Convergência próxima à Austrália. No estudo da variabilidade, as ondas de 1 a 4 apresentaram grande variabilidade mensal atingindo valores pequenos em alguns meses e valores elevados em outro. A fase das ondas próximo à América do Sul foi analisada e também foi observada grande variabilidade durante os meses e os anos, indicando que em um mesmo mês, é possivel que em um ano atue a fase positiva da onda e em outro a fase negativa. Essa variabilidade pode ter impacto nas anomalias climáticas do HS. Com o fim de analisar os efeitos das diferentes fases das ondas sobre a América do Sul e oceanos adjacentes, foi feita uma seleção de casos com grandes anomalias na amplitude, os quais foram agrupados em compostos. As configurações identificadas nos compostos sugerem que a onda 1 e 2 tem interação com fenômenos de El Niño e La Niña. A onda 3 tem uma relação com anomalias positivas de precipitação sobre o norte e o nordeste do Brasil e anomalias negativas sobre o sul do Brasil no verão e no outono. As ondas 1, 2 e 3 também apresentaram relação com anomalias de temperatura em baixos níveis próximo à região Antártica. A onda 4 mostrou uma relação com as anomalias de precipitação no sul, sudeste e centro-este do Brasil na primavera e no verão. Neste estudo foram apresentadas as características complementares das ondas quase-estacionárias sobre o Hemisfério Sul, com uma análise detalhada da amplitude, estrutura zonal e vertical em todos os meses do ano. Foram destacados os efeitos das ondas 3 e 4 nas circulações de verão da América do Sul, além das interações entre as anomalias nas ondas e as anomalias climáticas.
The climatological characteristics of quasi-stationary waves in the Southern Hemisphere, as well as their variability and relations with the atmospheric circulation over South America were studied using the NCEP-DOE reanalyses 2, for the period 1976-2006. The analyses were performed through the decomposition of the geopotencial in the Fourier series components. The quasi-stationary waves 1, 2 and 3 presented similar characteristics than those shown in previous studies, however, with details of the monthly behaviour in relation to amplitude and zonal, meridional and vertical structures. The analyses of waves 1 to 4, revealed that waves 3 and 4 are important in characterizing the Summer circulation over South America, representing large part of the Bolivian High and the South Atlantic Convergence Zone (SACZ) systems. The wave 4 displays a pattern very similar to the SACZ, with a NW-SE tilting over South America. The other 3 regions which display similar features are located in the regions of the other convergence zones in the SH: the South Pacific Convergence Zone (SPCZ), the Indian Convergence Zone : ICZ and a convergence zone near Austrália. In the variability analysis, the waves 1 to 4 presented large monthly variability, reaching small amplitudes in some months and great values in others. The phases of the waves were analyzed near South America and a large variability was observed during the months and years. In one year a positive phase can be established during a certain month in that region and in another year, the same month can display a negative phase in the same region. This variability can have impacts on SH climate anomalies. In order to analyze the effect of different phases of waves over South America and adjacent oceans, cases with large amplitude anomalies were selected and analyzed in composites. The patterns identified in the composites suggest that the waves 1 and 2 have interactions with El Nino and La Nina phenomenon. Wave 3 has a relation with positive precipitation anomalies over North and Northeastern Brazil and negative anomalies over southern Brazil, in the summer and autumn. The waves 1, 2 and 3 also presented relations with the low levei temperature near Antarctica. Wave 4 showed a relation with precipitation anomalies in the south, southeast and central-west Brazil in the springer and summeI. In this study, complementary features of the quasi-stationary waves in the SH were discussed, with a detailed analysis of the amplitude and zonal, meridional and vertical structures of the waves, for each month. The effect of waves 3 and 4 in the summer circulation over South America were emphasized, as well as the interaction between the anomalous waves and climate anomalies.

O objetivo deste trabalho é estudar o fenômeno da força de radiação acústica produzida por ondas progressivas e estacionárias. Neste trabalho o estudo da força produzida por ondas estacionárias é aplicado na análise de um levitador acústico e o estudo da força de radiação acústica por ondas progressivas é feito visando a futura construção de um separador acústico. Neste trabalho é utilizado o método dos elementos finitos para simular o comportamento de um levitador acústico. Primeiramente, é feita a simulação de um levitador acústico que consiste de um transdutor de Langevin com uma face de emissão plana que opera na freqüência de aproximadamente 20 kHz e um refletor plano. O método dos elementos finitos é utilizado para determinar o deslocamento da face do transdutor e o potencial acústico que atua numa esfera pequena. O deslocamento da face do transdutor obtido numericamente é comparado com o medido experimentalmente por um vibrômetro de fibra ótica e o potencial acústico determinado pelo método dos elementos é verificado experimentalmente colocando pequenas esferas de isopor no levitador. Depois de verificar o modelo numérico, o método dos elementos finitos é utilizado na otimização de um levitador acústico composto de um refletor côncavo e um transdutor com face de emissão côncava. Os resultados numéricos mostram que a força de radiação acústica no novo levitador é aumentada em 604 vezes quando comparada com o levitador composto de um transdutor com face plana e refletor plano. Este trabalho também apresenta um modelo numérico para determinar a trajetória de partículas esféricas na presença de uma onda de ultra-som progressiva. O modelo assume que as seguintes forças atuam na partícula: gravidade, empuxo, forças viscosas e força de radiação acústica devido a uma onda progressiva. Com o objetivo de não restringir o tamanho das partículas que podem ser utilizadas no modelo é empregada uma equação empírica do coeficiente de arrasto, válida para uma grande faixa de número de Reynolds. O modelo proposto requer a distribuição de pressão gerada pelo transdutor de ultra-som. A distribuição de pressão é medida experimentalmente utilizando um hidrofone calibrado. A verificação do modelo é feita soltando-se pequenas esferas de vidro (com diâmetros da ordem de 500 m) em frente a um transdutor de ultra-som de 1 MHz e 35 mm de diâmetro.
The objective of this work is to study the acoustic radiation force produced by progressive and standing waves. In this work, the studies related to the acoustic radiation force generated by ultrasonic standing waves are applied in the analysis of an acoustic levitator and the studies involving the acoustic radiation force generated by progressive waves are conducted aiming the design of acoustic separators. In this work, the finite element method is used to simulate an acoustic levitator. First, an acoustic levitator consisting of a 20 kHz Langevin ultrasonic transducer with a plane radiating surface and a plane reflector is simulated by the finite element method. The finite element method is used to determine the transducer face displacement and the acoustic radiation potential that acts on a small sphere. The numerical displacement is compared with that obtained by a fiber-optic vibration sensor and the acoustic radiation potential determined by the finite element method is verified experimentally by placing small Styrofoam spheres in the levitator. After verifying the numerical method, the finite element method was used to optimize an acoustic levitator consisting of a concave-faced transducer and a curved reflector. The numerical results show that the acoustic radiation force in the new levitator is enhanced 604 times compared with the levitator consisting of a plane transducer and a plane reflector. This work also presents a numerical model to determine the trajectory of sphere particles when submitted to ultrasonic progressive waves. This model assumes that the following forces act on the particle: gravity, buoyancy, viscous forces and acoustic radiation force due to the progressive wave. In order not to restrict the model to a small particle size range, the viscous forces that act on the sphere are modeled by an empirical relationship of drag coefficient that is valid for a wide range of Reynolds numbers. The numerical model requires the pressure field radiated by the ultrasonic transducer. The pressure field is obtained experimentally by using a calibrated needle hydrophone. The numerical model validation is done by dropping small glass spheres (on the order of 500 m diameter) in front of a 1-MHz 35-mm diameter ultrasonic transducer.

Neste estudo são discutidas as características das ondas quase-estacionárias no Hemisfério Sul com ênfase na América do Sul. Numa primeira parte, foi realizado um estudo observacional, utilisando dados da reanálise do NCEP/NCAR, para analisar a natureza e a variabilidade sazonal e interanual das ondas quase-estacionárias. Na comparação da amplitude e fase entre os períodos de 1950-1998 e 1979-1998 foram encontradas pequenas diferenças; portanto, utilizou-se a serie maior para as análises (49 anos). Encontrou-se que a amplitude da onda 1 é dominante e das ondas 2 e 3 são de pequena amplitude. A onda 1 apresenta dois máximos, um em altas latitudes na estratosfera, durante a primavera, e outro nos sub-trópicos na alta troposfera, no inverno. Na comparação dos fluxos de Eliassen-Palm para os eventos de EI Nino e La Nina se observou durante EI Nino uma forte propagação das ondas quase-estacionárias (energia) para cima e em direção do equador, sendo esta mais intensa durante a primavera. Usando os fluxos de Plumb foi identificado, no evento de EI Nino (La Nina) em 300 hPa, um trem de ondas propagando-se durante todas as estações, com menor intensidade no verão. Durante o EI Nino (La Nina), centros de anomalias positivas (negativas) do geopotencial, sobre o Pacifico Sudeste próximo a América do Sul, na primavera, favorecem (desfavorecem) a ocorrência de altas de bloqueio na região. Na segunda parte, de modelagem, foram utilizados dois modelos regionais climáticos (ETACLIM e RegCM3) para simular as circulações quase-estacionárias (Alta da Bolívia) que se desenvolvem sobre a América do Sul durante o verão austral. Os efeitos das anomalias da grande escala (EI Nino 1997/98 e La Nina 1998/99) sobre a região, também, foram analisados. Na avaliação das simulações da climatologia de verão (janeiro 1991-2000) dos modelos encontrou-se desempenhos similares. Entretanto, as simulações da circulação de altos e baixos níveis e da precipitação do modelo ETACLIM foram ligeiramente superiores aos do RegCM3. Ambos os modelos conseguiram simular a variabilidade interanual durante eventos extremos (EI Nino e La Nina) com relativo sucesso. Foram filtradas as anomalias quase-estacionárias, em forma total e parcial, das integrações de ambos os modelos durante estes eventos. Encontrou-se que as regiões do sudeste do continente, amazônica e norte do Peru foram mais sensíveis aos seus efeitos e em outras regiões os sinais foram menos evidentes, mostrando o papel relativo das ondas quase-estacionárias sobre a América do Sul.
Characteristics of the quasi-stationary waves in the Southern Hemisphere with emphasis on their behavior over South America are discussed. In the first part, an observational study is performed using the NCEP/NCAR reanalysis data. The nature of seasonal and inter anual variabilities is analyzed. A comparison between the of the quasi-stationary wave's amplitudes and phases betweenthe 1950-1998 and 1979-1998 periods data showed that the differences are not large and the 49 years data can be used for the study. It is found that the amplitude of wave 1 is high and the waves 2 and 3 have much less amplitude. The wave 1 shows two maxima, one at high latitudes in the stratosphere in the austral spring and the other at sub-tropics in the upper troposphere in the austral winter. A comparison of the Eliassen-Palm fluxes between the EI Nino and La Nina events showed that during the EI Nino a stronger upward and equatorward propagation (energy) of the quasi-stationary waves occurs, particularly in the austral spring. To examine the quasi-stationary wave propagation Plumb's methodology is used. During the EI Nino and La Nina events a c1ear wave train can be identified at 300 hPa in all seasons except in summer and centers of positive (negative) anomalies of geopotential in the austral spring over the southeast Pacific near South America, favors (disfavors) the occurrence of blocking highs in this region. In the second part, a modeling study is perfomated using the ETACLIM and RegCM3 regional c1imate mo dels to simulate the quasi-stationary circulations (Bolivian High) over South America in the austral summer. The effects of global anomalies (EI Nino 1997/1998 and La Nina 1998/1999) over the region were examined. The validation of simulations of the c1imatology of January (1991-2000) in both models showed similar skill. However, the simulations of upper and lower levels circulations and precipitation fields of ETACLIM were better that of the RegCM3. Both models are able to simulate the interanual variability during ENSO events with success. The quasi-stationary anomalies were filtered (total and partial) in the integrations of both mo dels during this events. In the southeast of continent, the Amazonian and north of Peru regions showed great sensitivity to these anomalies and others regions the signal was less evident. These results showed the relative role of quasi-stationary waves over South America.

SOUSA, Luís José Silveira de. Localização de campos em branas isotrópicas e anisotrópicas em seis dimensões. 2013. 106 f. Tese (Doutorado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013.
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Nesta tese propõe-se o estudo de mundos branas isotrópicos e anisotrópicos em seis dimensões. No que concerne às branas anisotrópicas é realizada a extensão de cinco para seis dimensões de um modelo de mundo brana com solução de ondas gravitacionais estacionárias. Não há preocupação quanto ao estudo da cosmologia mas, principalmente, evidencia-se os mecanismos de localização de campos em tais cenários. Em cinco dimensões a brana é gerada por um campo do tipo fantasma, o qual não satisfaz as condições de energia. Por esta razão no modelo em seis dimensões aqui apresentado houve a preocupação de que o mesmo seja gerado por matéria normal. No contexto de branas isotrópicas algumas soluções relevantes foram obtidas. Particularmente, foi construída uma 4-brana como solução das equações de Einstein em seis dimensões, sendo que neste caso a dimensão compacta pertence à brana e deve ser considerada pequena o suficiente para que a membrana possa representar o universo visível (compactificação híbrida). Esta solução representa uma brana espessa o que generaliza modelos já presentes na literatura, como o defeito tipo corda, por exemplo. Nessa geometria foi realizada a localização dos campos escalar, vetorial e fermiônico. Ainda no contexto de branas isotrópicas foi realizada a localização do campo de Kalb-Ramond em um defeito tipo corda. No que se refere aos modelos de branas anisotrópicas propostos aqui, foi possível generalizar o modelo de cinco para seis dimensões obtendo as seguintes soluções: um modelo de brana espessa anisotrópica, o qual generaliza o modelo de brana espessa homogênea referido anteriormente; uma versão mais simples deste modelo, em que se considera uma 4-brana fina em seis dimensões e dois outros modelos de brana anisotrópica com solução de ondas estacionárias sendo um na presença de matéria não normal e um outro gerado por matéria normal, o que vem a ser o resultado principal desta tese. Nesta geometria foi possível resolver o problema da hierarquia à maneira do que se obtém em modelos do tipo Randall-Sundrum. No que concerne à localização de campos em branas anisotrópicas foram considerados os campos escalar e fermiônico na brana fina antes referida. A localização para ambos os campos foi realizada com sucesso.

Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicações
O ensino totalmente teórico pode não ser a forma mais fácil de ensino. É possível provar que um ensino recorrendo a exemplos práticos com ilustrações gráficas pode ser bastante benéfico quando a temática a abordar é complexa, difícil de explicar e abstrata. A temática de adaptação e linhas de transmissão é um exemplo. Assim, o objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de uma ferramenta gráfica e interativa, fácil de utilizar, que oferece um melhor entendimento não só sobre a forma como as ondas de tensão e corrente se propagam numa linha mas também conceitos fundamentais de linhas de transmissão e sua adaptação. Para essa finalidade foram desenvolvidos dois programas em MATLAB, em que o primeiro foi dividido em dois e o segundo em cinco subprogramas.
Totally theoretical teaching may not be the easiest form of teaching. It is possible to prove that teaching using practical examples and graphic illustrations can be very beneficial when the subject to be addressed is complex, difficult to explain and abstract. The subject of adaptation and transmission lines is an example. Thus, the objective of this work is the development of an easy-to-use graphical and interactive tool that offers a better understanding of how voltage and current waves propagate in a fundamental line and concepts of transmission lines and their adaptation. For this purpose, two programs were developed in MATLAB, in which the first one was divided in two and the second in five subprograms.

O método Hidrodinâmica Suavizada de Partículas (em inglês: Smoothed Particle Hydrodynamics - SPH) foi utilizado para o desenvolvimento de um estudo numérico envolvendo descarregadores lisos e descarregadores em degraus (considerando escoamento deslizante sobre turbilhões), com paredes laterais paralelas e paredes convergentes, usando o software DualSPHysics. Muitas vezes é conveniente utilizar a construção de descarregadores com maior largura na crista, e menor largura do descarregador, para adaptação das limitações físicas locais. O estreitamento do descarregador de forma gradual até atingir a largura da seção de jusante é feito por meio de paredes laterais convergentes, que por sua vez induzem à formação de ondas estacionárias laterais, e consequentemente aumento da altura do escoamento junto às paredes. Existem poucos estudos na literatura sobre esse tema, justificando o estudo numérico desenvolvido neste trabalho. O modelo numérico foi desenvolvido com base em um modelo físico do Laboratório de Hidráulica e Recursos Hídricos do Instituto Superior Técnico, Portugal, sendo os resultados experimentais obtidos em estudos anteriores. A instalação experimental é composta por um descarregador com declividade de fundo de 26,6º, e ângulo das paredes de 0º; 9,9º e 19,3º em relação ao plano vertical. As simulações foram realizadas em duas ou três dimensões, conforme a condição de largura constante ou convergente. Os resultados foram comparados com dados experimentais em termos de alturas do escoamento na parede e no eixo do descarregador, perfis de velocidade na região não-aerada do escoamento, e largura da onda estacionária lateral. Para as simulações tridimensionais, também foram elaborados gráficos de isolinhas para a altura do escoamento, podendo-se observar a extensão das ondas estacionárias laterais conforme a condição de superfície lisa ou em degraus, e a elevação de água junto às paredes. Em geral, houve boa aproximação entre dados numéricos e experimentais, verificando-se a aplicabilidade do método SPH para simular o escoamento deslizante sobre turbilhões em estruturas em degraus, ou estruturas convencionais de paramento liso.
A numerical study using the Smoothed Particle Hydrodynamics method (SPH) was developed for smooth and stepped spillways (for skimming flow regime), with converging and non-converging sidewalls, using the software DualSPHysics. In numerous situations, it is convenient to built spillways with longer width at the crest and narrower width at the downstream end of the spillway, depending on the site constrains. The gradual narrowing of the spillway width is usually made through converging sidewalls, which induce the formation of shockwaves, leading to higher flow depths along the sidewalls. Few studies in the literature were carried out in this research topic to date, justifying the numerical study developed in this project. The numerical model was based on a physical model assembled at the Hydraulic and Water Resources Laboratory of the Instituto Superior Técnico, Portugal, using experimental data obtained in previous studies. The experimental setup was composed by a spillway with slope of 26.6º, and angles of converging sidewalls of 0º, 9.9º, and 19.3º in relation to the vertical plane. Two-dimensional or three-dimensional simulations were carried out according to the condition of constant width or converging walls. The results were compared with experimental data, related to the flow depths at the centerline and sidewall of the spillway, the velocity profiles on the non-aerated region, and the lateral standing wave width. Regarding the three-dimensional simulations, contours of the flow depth were also represented, to visualize the extent and height of the sidewall shockwaves, according to the smoothed or stepped face. In general, a good agreement was obtained between numerical and experimental results, which confirms the ability of the SHP method to simulate the skimming flow over stepped spillways, or the flow on more conventional, smooth spillway chutes.

CAPES
Comuns em projetos de engenharia elétrica, bobinas solenoidais com núcleo de ar e camada simples de enrolamento podem apresentar frequência de autorressonância por efeitos de onda estacionária. A compreensão e determinação destas frequências é portanto de primordial interesse para os profissionais envolvidos com estes componentes. Neste trabalho é apresentada uma teoria que visa explicar o comportamento deste componentes quando em autorressonância por onda estacionária, sendo também desenvolvida uma equação prática que pode determinar tais valores de frequência. O comportamento da impedância nestes componentes também é discutido e demonstrado, onde, baseado nesta teoria, duas novas configurações são apresentadas: uma bobina com ambos terminais abertos e uma bobina com ambos terminais aterrados. Através de uma abordagem didática, correlaciona-se o enrolamento com um tubo de ar ressonante, e explica-se o que é registrado em termos de impedância e fase em um analisador vetorial de impedâncias ao conectar em seus terminais um enrolamento que apresenta autorressonância por onda estacionária. Uma análise da transferência de energia sem fio em circuitos ressonantes magneticamente acoplados é também apresentada, onde é destacada a relação entre eficiência, transferência relativa de potência e impedância refletida em circuitos com 2 e 4 bobinas. Um sistema de transferência de energia sem fio, utilizando bobinas bifilares abertas, é proposto. O sistema possui algumas vantagens uma vez que, a bobina bifilar aberta, ao contrário de uma bobina convencional, possui uma autorressonância série. Portanto, o sistema se comporta como um circuito contendo indutor e capacitor em série. Ainda, uma vez que o circuito dispensa o uso de capacitores, possibilita-se uma menor dimensão das unidades transmissora e receptora, além de se evitar eventuais danos aos capacitores em aplicações envolvendo maiores potências.
Common in electrical engineering projects, air-core single-layer solenoid coils can present self-resonant frequencies due to stationary waves effects. The comprehension and determination of these frequencies is of primordial interest for the professionals evolved with these components. In this work, a theory that aims to explain these components behavior at standing wave self-resonance is presented, a practical equation that can determine such frequency values is also developed. The impedance behavior in these components is also discussed and demonstrated, where, based in this theory, two new configurations are presented: a coil with both terminals open and a coil with both terminals grounded. Through a didactic approach the coil and a resonant air-pipe are correlated, and it is explained what is registered in terms of impedance and phase on a vector impedance analyzer when a standing wave self-resonant coil is connected on its terminals. An analysis of the wireless energy transfer in magnetically coupled resonant circuits is also presented, being emphasized the relation between efficiency, relative power transfer and reflected impedance in 2 and 4-coils circuits. A wireless power transfer system using open bifilar coils is proposed. The proposed system has the advantages that the open bifilar coil, different from a conventional coil, has a series self-resonance. Thus, the system behaves as a series-inductor capacitor circuit. Also, since the circuit avoids capacitors, it allows a smaller transmitter and receptor units dimensions, besides avoiding eventual damages to capacitors in higher power applications.

Este trabalho apresenta uma estratégia de controle sensorless para a máquina BLDC baseado em uma abordagem PSD+PLL (positive sequence detector + phase-locked loop). Devido a característica não-senoidal da força contra-eletromotriz (FCEM), métodos convencionais baseados em modelo podem resultar em erros na estimação de velocidade e posição da máquina BLDC no acionamento vetorial. Para contornar este problema, a forma de onda da FCEM inicialmente será reconstruída utilizando um observador de Luenberger em eixos estacionários. A seguir, um detector de sequência positiva (PSD) com adaptador de frequência será utilizado nas forças contra-eletromotrizes observadas, possibilitando a obtenção da componente de frequência fundamental e eliminando as componentes harmônicas da FCEM. Uma malha de captura de fase (PLL) realimentada cujo mecanismo de ajuste é um controlador PI será empregada nas componentes de sequ`ência positiva para estimar a posição e velocidade da máquina. Resultadosde simulação demonstram que a estimação da posição e velocidade através das componentes de sequência positiva apresenta superioridade quando comparada as grandezas obtidas diretamente pelas forças contra-eletromotrizes reais da máquina.