المؤلفون: Fernández Núñez, Isabel

المساهمون: University/Department: Universitat de Barcelona. Departament de Física Quàntica i Astrofísica

مرشدي الرسالة: Verdaguer Oms, Enric, 1950-, Bulashenko, Oleg, Espriu, D. (Domènec)

المصدر: TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)

مصطلحات موضوعية: Forats negres (Astronomia), Agujeros negros (Astronomía), Black holes (Astronomy), Astrofísica, Astrophysics, Difracció, Difracción, Diffraction, Propagació d'ones, Propagación de ondas, Wave propagation, Ciències Experimentals i Matemàtiques

الوصف: In physics, it is common to find different phenomena being described by similar equations. A good analogy can make us look at a problem from a different point of view. In that way, ideas may be transferred from one field of science to another, allowing to model new phenomena after previous, well-studied ones. In the case of the field of analogue gravity, systems that mimic certain aspects of the physics of curved spacetimes are studied. In this thesis, we are interested in the analogy between geometry and media. It has been known for several decades that light propagation in a gravitational field is formally equivalent to that in a bianisotropic medium. On the one hand, ray paths are bent due to spacetime curvature. On the other hand, spatial variations of the permittivity and permeability of a material can make light follow curved trajectories. These two phenomena can be related mathematically in the context of transformation optics, which provides the tools to determine the medium parameters necessary to mimic a certain coordinate transformation. Materials with these specific properties are not naturally occurring, therefore, the emergence of metamaterial science at the beginning of the century was needed to realize them. Metamaterials are artificial composite materials with sub-wavelength constitutive elements that exhibit exotic properties. They have been one of the hot topics of the past years given the variety of opportunities they offer: negative refraction, superlenses, indefinite dispersion, invisibility, among many others. In this thesis we study the analogues of two static spacetimes from the point of view of transformation optics: one with spherical symmetry and one with conical geometry. Both cases are inspired by solutions to Einstein’s equations: the Schwarzschild black hole and the cosmic string, respectively. For each case, we derive the permittivity and permeability of the analogous material using Plebanski’s formulation of the electromagnetic constitutive equations. We solve numerically the wave equation in the metamaterial and compare the results with analytical theories. We find that the spherically symmetric spacetime can be mimicked by either an anisotropic or isotropic medium due to its rotational symmetries. This is achieved by performing a coordinate transformation of the general metric to a conformally flat form. We obtain the medium parameters for both cases and apply the results to the case of the Schwarzschild black hole. We simulate the propagation of a Gaussian beam in the two materials and compare the numerical results with the null-geodesics in the Schwarzschild spacetime, finding a good agreement. The cosmic string is an example of a topological defect with conical geometry. A conical space can be interpreted as flat space with a wedge removed. We make use of this transformation to study the wave equation in the cosmic string background. We apply asymptotic diffraction theories to obtain analytical models that describe wave propagation of electromagnetic or gravitational waves (in a certain gauge). We find that our expressions reproduce accurately the results of the numerical simulations in the analogous metamaterial. Moreover, with our models, we can understand the observed diffraction pattern as the interference of four characteristic waves. With this interpretation we can introduce the Fresnel observation zones, which are related to the diffraction maxima. They help localize the regions – in either space or frequency – where the wave effects are more significant. In fact, in the diffraction by a non-compact object such as the cosmic string, we find that the contribution to the field of wave effects such as interference or diffraction can be of the same order as the geometrical optics terms. Furthermore, the conical topology also appears in condensed matter systems as disclinations or wedge dislocations, therefore we expect our results to be applicable in those systems as well.

الوصف (مترجم): La investigación en gravitación análoga consiste en el estudio de sistemas físicos donde se pueden reproducir algunos de los fenómenos propios de relatividad general. Esta tesis se centra en la conocida propagación análoga de las ondas electromagnéticas en un espacio-tiempo curvado y en un medio con una permitividad y permeabilidad generalmente anisótropas. Para la realización de este tipo de medios, fue necesaria la aparición de los metamateriales, materiales artificiales diseñados para tener propiedades electromagnéticas fuera de lo común. En este contexto, se estudian modelos análogos a dos objetos estáticos con distinta simetría: uno con simetría esférica y otro con topología cónica. Ambos casos están motivados por soluciones a las ecuaciones de Einstein: el agujero negro de Schwarzschild y la cuerda cósmica, respectivamente. A través de las ecuaciones de óptica de transformación, determinamos los parámetros de los medios análogos a estos espacio-tiempos. Estudiamos la propagación de ondas electromagnéticas en los materiales obtenidos mediante simulaciones numéricas y comparamos los resultados con teorías analíticas, encontrando muy buen acuerdo. Por un lado, los contrastamos con las geodésicas en los espacio-tiempos considerados a través del formalismo Hamiltoniano. Por otro lado, desarrollamos modelos analíticos para describir la difracción de una onda (en principio tanto electromagnética como gravitatoria) debido a la cuerda cósmica. Para ello, usamos teorías asintóticas de difracción en un espacio virtual plano con un déficit de ángulo, ya que es una representación equivalente a la geometría cónica de la cuerda. De este modo, se obtienen expresiones que nos permiten explicar detalladamente los fenómenos ondulatorios de interferencia y difracción que se producen en este espacio-tiempo. Observamos que estos efectos pueden ser comparables a los términos de óptica geométrica: añaden una modulación en la amplificación del campo relacionada con la formación de imágenes dobles propia de la topología de la cuerda. Cabe destacar que estos fenómenos son conceptualmente distintos a los que se podrían esperar en la difracción sobre un objeto sólido como una barra. Utilizando nuestros modelos analíticos, obtenemos el patrón de difracción característico de la cuerda cósmica, que podría ser de interés para su detección.

وصف الملف: application/pdf

الوصول الحر: http://hdl.handle.net/10803/663393Test

المؤلفون: Padullés Rulló, Ramon

المساهمون: University/Department: Universitat de Barcelona. Departament de Física Aplicada

مرشدي الرسالة: Cardellach Galí, Estel, Soler i Duffour, M. Rosa

المصدر: TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)

مصطلحات موضوعية: Astronomia, Astronomía, Astronomy, Ocultacions, Ocultaciones, Occultations, El·lipsometria, Elipsometría, Ellipsometry, Radioastronomia, Radioastronomía, Radio astronomy, Precipitacions (Meteorologia), Precipitaciones atmosféricas, Precipitations (Meteorology), Propagació d'ones, Propagación de ondas, Wave propagation, Electrodinàmica còsmica, Electrodinámica cósmica, Cosmic electrodynamics, Ciències Experimentals i Matemàtiques`

الوصف: In 2009, the Spanish Ministry of Science and Innovation approved a proposal to modify the Global Positioning System (GPS) receiver and to allocate a Polarimetric (Pol) Radio Occultation (RO) antenna in the Spanish PAZ satellite. PAZ became an opportunity to test the new Pol-RO concept, which aims to capture ROs using a two orthogonal linear polarization antenna. The experiment has been named Radio Occultations and Heavy Precipitation with PAZ (ROHP-PAZ). The objective is to measure the phase difference between the horizontal and the vertical components of the incoming electromagnetic field that is induced when heavy precipitation flattened raindrops are present in the ray-path. This effect, widely studied in weather radar community, will be measured from space using GNSS signals for the first time with PAZ, which is planned to be launched in 2017. The main objective of this new concept is to enhance the RO capabilities by providing vertical precipitation information along with the current standard RO thermodynamic products (i.e. temperature, pressure and moisture). Until now, no other observing system has been able to provide simultaneous thermodynamic and precipitation information under extreme conditions. The high vertical resolution, global coverage and all-weather capability properties of the RO observations combined with vertical indication of precipitation intensity can be of great value for heavy rain characterization, and therefore for climate and weather forecast and research. The theoretical background for the technique, its feasibility and applications have been assessed in this dissertation. The theoretical basis has been developed combining electromagnetic propagation theory and cloud and precipitation microphysics. Forward scattering simulations at L-band have been obtained in order to relate the microphysics parameters with the expected Pol-RO observables. The feasibility has been addressed using coincident (in space and time) RO profiles and space-based precipitation observations. Such simultaneous observations allow for the characterization of actual RO measurements according to the coincident precipitation information. Finally, the applications have been investigated through realistic end-to-end simulations of the Pol-RO observations, which provide the anticipated Pol-RO products for different precipitation situations, regions, and seasons. Before the launch of the satellite, a field campaign has been conducted with the aim of starting the characterization of the polarimetric measurements. The engineering model of the PAZ antenna was placed at the top of a mountain peak in order to capture, for the first time, linear polarimetric GNSS signals at low grazing angle. This campaign has been useful to start identifying the hardware internal effects and unexpected precipitation features that will be affecting the Pol-RO observations. These effects have been incorporated to the simulations, hence providing valuable feedback to obtain more realistic Pol-RO products. Besides feedback, the data from the field campaign have shown the first observational evidence that precipitation and other hydrometeors induce a noticeable effect on the GNSS polarimetric signals. All these exercises yielded several relevant results. The noise level analysis from actual RO observations sensing precipitation scenarios has allowed to set a detectability threshold for the technique, indicating that a high percentage of moderate to heavy precipitation events will be detected with PAZ. Nevertheless, the integrated nature of the Pol-RO observable does not allow to distinguish between the contributions from the rain's intensity and extension, leaving an ambiguity in the provided product. In an attempt to solve such ambiguity, a tomographic approach has been proposed, which has yielded promising theoretical results. Moreover, it has been shown how the Pol-RO observables can be linked to physical precipitation parameters, such as the along-ray averaged rain rate, in a probabilistic way. The end-to-end simulation has also revealed that the ionosphere will induce a non-negligible depolarization, that will require calibration. Finally, the collocated data has shown the potential applications for Pol-ROs products.

الوصف (مترجم): Obtenir mesures simultànies de l’estat termodinàmic de l’atmosfera i de precipitació ha esdevingut un repte per la comunitat científica. Les missions espacials dedicades a obtenir perfils termodinàmics de l’atmosfera tenen problemes amb la presència de núvols gruixuts, ja que el medi esdevé opac a la radiació infraroja (que és la banda de l’espectre electromagnètic en la qual operen). Alternativament, es poden utilitzar radiosondes. Les radiosondes obtenen perfils termodinàmics de l’atmosfera amb molt alta resolució vertical, però tenen l’inconvenient que el seu llançament necessita certa infraestructura, i per tant les zones més remotes en queden al marge. Això inclou pràcticament la totalitat dels mars i oceans, i moltes zones sub-desenvolupades. Per tant, moltes de les zones amb precipitació extrema no poden ser caracteritzades amb aquesta tècnica. A més a més, la resolució temporal acostuma a ser molt baixa, ja que no se’n poden llençar moltes al dia degut a l’elevat cost econòmic que suposaria. Per altra banda, els radars que mesuren les estructures en tres dimensions de la precipitació no tenen la capacitat d’obtenir perfils de temperatura o pressió. Les estacions meteorològiques, que poden ser molt nombroses en segons quins territoris, estan limitades a mesures en superfície, i altra vegada, mars, oceans i regions sub-desenvolupades en queden al marge. Amb tot, les Radio Ocultacions Polarimètriques emergeixen com una tècnica a tenir en compte a l’hora de caracteritzar precipitació extrema. La seva cobertura global, alta resolució vertical i la capacitat de penetrar en núvols i precipitació la fa una tècnica molt atractiva en aquest sentit. Cada cop més estudis científics coincideixen en apuntar un augment en la freqüència d’aquests fenòmens extrems, i una caracterització acurada és necessària per millorar els models de predicció.

وصف الملف: application/pdf

الوصول الحر: http://hdl.handle.net/10803/404380Test

المؤلفون: Bergadà Caramés, Pau

المساهمون: University/Department: Universitat Ramon Llull. EALS - Electrònica

مرشدي الرسالة: Regué, Joan Ramon, Pijoan Vidal, Joan Lluís

المصدر: TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)

مصطلحات موضوعية: High Frequency, Ionosphere, Digital communications, Direct Sequence Spread Spectrum, Sky-wave propagation, Orthogonal Frequency Division Multiplexing, Multipath spread, Doppler spread, Signal to Noise Ratio, Enginyeria i Arquitectura

الوقت: 621.3

الوصف: El sistema de comunicació ràdio d’alta freqüència (HF, en anglès) és usat arreu del món per agències governamentals i no governamentals sempre que calgui una alternativa a les comunicacions via satèl•lit: vaixells a alta mar, avions fora de cobertura de xarxes ràdio amb visió directa, operacions militars, zones on la infraestructura ha estat destruïda per algun tipus de desastre o bé zones llunyanes sense cap altre tipus de comunicació. La ràdio HF representa una alternativa, o un sistema de backup al satèl•lit per a comunicacions de llarg abast i en redueix els costos, evita la vulnerabilitat i els problemes de sobirania. En aquesta tesi s’ha estudiat l’enllaç HF entre la base antàrtica espanyola Juan Carlos I, situada a l’illa Livingston a l’arxipèlag de les Shetland del Sud, i Espanya. L’objectiu d’aquest treball és estudiar els problemes que afecten la propagació; és a dir, la relació senyal a soroll i interferència, la dispersió multicamí i la dispersió per efecte Doppler, i dissenyar la capa física d’un enllaç HF de baixa velocitat, poca potència i llarg abast. Pel que fa aquest últim punt es fan un parell de propostes: espectre eixamplat per seqüència directa (DSSS, en anglès) i multiplexació per divisió en freqüència ortogonal (OFDM, en anglès). El repte que es planteja és el de la definició de les característiques dels símbols que millor encaixen en aquest canal per tal d’obtenir un benefici de la diversitat temporal i freqüencial que ofereix el canal. Des de l’any 2003 diverses campanyes han permès estudiar aquest canal HF, però no va ser fins la campanya 2009/2010 que s’obtingué un foto de les característiques, diürnes i nocturnes, de la ionosfera. En els articles que es presenten en aquesta tesi hem estès el rang freqüencial d’estudi respecte a investigacions prèvies i hem mostrat diferències de comportament entre el dia i la nit. Hem usat els resultats de la caracterització del canal per a dissenyar i comparar la bondat dels símbols DSSS i OFDM. Ambdues possibilitats han resultat ser candidates a implementar l’enllaç HF entre l’Antàrtida i Espanya. Tot i així, ambdues tècniques representen visions diferents de la implementació del mòdem: mentre que DSSS obté bons resultats a baixa velocitat en entorns amb baixa relació senyal a soroll, OFDM aconsegueix tasses de velocitat més elevades en canals més benignes.

الوصف (مترجم): Los sistemas de radio de alta frecuencia (HF, en inglés) son usados por agencias gubernamentales y no gubernamentales en todo el mundo siempre que se necesite una alternativa a las comunicaciones por satélite: barcos en alta mar, aviones fuera del rango de cobertura de las redes radio de visión directa, operaciones militares, zonas donde la infraestructura ha sido destruida por algún desastre. Ésta ofrece una alternativa, o representa un sistema de backup, a las comunicaciones vía satélite, evitando los costes, la vulnerabilidad y los problemas de soberanía de las comunicaciones por satélite. En esta tesis se ha estudiado el enlace HF entre la base antártica española Juan Carlos I en la isla Livingston, en las Shetland del sur y España. El objetivo de este trabajo es el estudio de las limitaciones de la propagación ionosférica (como la relación señal a ruido e interferencia, la dispersión multicamino y la dispersión por efecto Doppler) y el diseño de la capa física de un enlace HF de baja velocidad, baja potencia y largo alcance. Se han estudiado un par de propuestas para este enlace, como son el espectro ensanchado por secuencia directa (DSSS, en inglés) y la multiplexación por división en frecuencia ortogonal (OFDM, en inglés). El reto ha sido definir las características que mejor se adecuan a este enlace para poder aprovechar la diversidad temporal y frecuencial que ofrece el canal HF. Desde el año 2003 diversas campañas de sondeo han permitido estudiar el canal HF pero no es hasta la campaña 2009/2010 que se consigue una fotografía de la actividad ionosférica tanto nocturna como diurna. En los artículos que se presentan en esta tesis hemos extendido los estudios previos a todo el rango de frecuencias HF y hemos mostrado las diferencias entre el día y la noche. Hemos usado estos resultados de caracterización del canal para diseñar y comparar símbolos DSSS y símbolos OFDM. Ambas posibilidades han resultado ser posibles candidatas para implementar un enlace HF de baja velocidad entre la Antártida y España. Sin embargo ambas técnicas representan dos aproximaciones distintas a la implementación del módem. Mientras que DSSS consigue un buen funcionamiento a baja velocidad en escenarios con baja relación señal a ruido, OFDM consigue tasas de transmisión más altas en escenarios más benignos.
High Frequency (HF) radio is used by governmental and non nongovernmental agencies worldwide whenever an alternative to satellites for sky wave communication is needed: ships at sea, aircraft out of range of line-of-sight radio networks, military operations, disaster areas with communication infrastructure destroyed or distant regions lacking other communications. It offers an alternative to satellites, or a backup, for long-haul communications, thus avoiding the costs, vulnerabilities and sovereignty concerns of satellite communications. In this thesis the HF link between the Antarctic Spanish Station Juan Carlos I in Livingston Island, South Shetlands and Spain is studied. The aim of this study is to address the impairments that affect HF propagation (i.e., signal-to-noise plus interference ratio, multipath and Doppler shift and spread) and to design the physical layer of a low rate, low power and long-haul HF link. Some proposals regarding this last issue are addressed, i.e., direct sequence spread spectrum (DSSS) and orthogonal frequency division multiplexing (OFDM). The challenge is to define the symbol characteristics that best fit the link to benefit from time and frequency diversity that offers the HF channel. Since 2003 several transmission campaigns have allowed to study the HF channel but it is not until the 2009/2010 campaign that we have achieved a whole picture of both diurnal and nocturnal ionospheric activity. In the papers presented in this thesis we have extended the previous research to the whole range of HF frequencies and we have shown the differences on performance between day and night. We have used the results from channel characterization to design and compare the performance of DSSS and OFDM symbols. Both techniques have turned out to be possible candidates to implement a low rate HF link between Antarctica and Spain. However, both techniques stand for different approaches of the modem: DSSS achieves good performance at low data rate in low SNR scenarios, whereas OFDM achieves higher data rate in benign channels

وصف الملف: application/pdf

الوصول الحر: http://hdl.handle.net/10803/285837Test

مرشدي الرسالة: UAM. Departamento de Física de la Materia Condensada

المصدر: New Journal of Physics 13 (2011): 063044
063044
13

مصطلحات موضوعية: Experiments, Laser optics, Photoluminescence, Wave propagation, Photonic crystals, Física

الوصول الحر: http://hdl.handle.net/10486/666520Test

المؤلفون: Eiras Fernández, Jesús Nuño

المساهمون: University/Department: Universitat Politècnica de València. Departamento de Ingeniería de la Construcción y de Proyectos de Ingeniería Civil - Departament d'Enginyeria de la Construcció i de Projectes d'Enginyeria Civil

مرشدي الرسالة: Paya Bernabeu, Jorge Juan, Popovics, John Sandor

مصطلحات موضوعية: Nonlinear acoustic, Durability, Cement based materials, Concrete, Concrete durability, Cement-based materials, Durability test, Mortar, Portland cement mortar, Portland cement durability, Resonant inspection techniques, Resonant acoustic, Nonlinear resonance, Nonlinear resonant, Non-classical nonlinear elastic, Nondestructive test, Resonant frequency method, Nonlinear elastic, Resonant frequency, NIRAS, Nonlinear Impact Resonant Acoustic Spectroscopy, Nonlinear attenuation, Quality factor, Vibration based nondestructive techniques, Carbonation, Freezing-thawing damage, Frost damage, Glass reinforced cement, Glass reinforced concrete, GRC, Thermal shock, Drying shrinkage, Hysteretic parameter, Nonlinear hysteretic parameter, Nonlinear modulus, Dynamic modulus, Dynamic acousto-elastic test, Structural health monitoring, Nondestructive evaluation, NDE, NDT, DAET, DAET-CW, Continuous wave, Nonlinear wave propagation, INGENIERIA DE LA CONSTRUCCION

الوصف: [EN] The test for determining the resonance frequencies has traditionally been used to investigate the mechanical integrity of concrete cores, to assess the conformity of concrete constituents in different accelerated durability tests, and to ascertain constitutive properties such as the elastic modulus and the damping factor. This nondestructive technique has been quite appealed for evaluation of mechanical properties in all kinds of durability tests. The damage evolution is commonly assessed from the reduction of dynamic modulus which is produced as a result of any cracking process. However, the mechanical behavior of concrete is intrinsically nonlinear and hysteretic. As a result of a hysteretic stress-strain behavior, the elastic modulus is a function of the strain. In dynamic tests, the nonlinearity of the material is manifested by a decrease of the resonance frequencies, which is inversely proportional to the excitation amplitude. This phenomenon is commonly referred as fast dynamic effect. Once the dynamic excitation ceases, the material undergoes a relaxation process whereby the elastic modulus is restored to that at rest. This phenomenon is termed as slow dynamics. These phenomena (fast and slow dynamics) find their origin in the internal friction of the material. Therefore, in cement-based materials, the presence of microcracks and interfaces between its constituents plays an important role in the material nonlinearity. In the context of the assessment of concrete durability, the damage evolution is based on the increase of hysteresis, as a result of any cracking process. In this thesis three different nondestructive techniques are investigated, which use impacts for exciting the resonant frequencies. The first technique consists in determining the resonance frequencies over a range of impact forces. The technique is termed Nonlinear Impact Resonant Acoustic Spectroscopy (NIRAS). It consists in ascertaining the downward resonant frequency shift that the material undergoes upon increasing excitation amplitude. The second technique consists in investigating the nonlinear behavior by analyzing the signal corresponding to a single impact. This is, to determine the instantaneous frequency, amplitude and attenuation variations corresponding to a single impact event. This technique is termed as Nonlinear Resonant Acoustic Single Impact Spectroscopy (NSIRAS). Two techniques are proposed to extract the nonlinear behavior by analyzing the instantaneous frequency variations and attenuation over the signal ring down. The first technique consists in discretizing the frequency variation with time through a Short-Time Fourier Transform (STFT) based analysis. The second technique consists of a least-squares fit of the vibration signals to a model that considers the frequency and attenuation variations over time. The third technique used in this thesis can be used for on-site evaluation of structures. The technique is based on the Dynamic Acousto- Elastic Test (DAET). The variations of elastic modulus as derived through NIRAS and NSIRAS techniques provide an average behavior and do not allow derivation of the elastic modulus variations over one vibration cycle. Currently, DAET technique is the only one capable to investigate the entire range of nonlinear phenomena in the material. Moreover, unlike other DAET approaches, this study uses a continuous wave source as probe. The use of a continuous wave allows investigation of the relative variations of the elastic modulus, as produced by an impact. Moreover, the experimental configuration allows one-sided inspection.

الوصف (مترجم): [ES] El ensayo de determinación de las frecuencias de resonancia ha sido tradicionalmente empleado para determinar la integridad mecánica de testigos de hormigón, en la evaluación de la conformidad de mezclas de hormigón en diversos ensayos de durabilidad, y en la terminación de propiedades constitutivas como son el módulo elástico y el factor de amortiguamiento. Esta técnica no destructiva ha sido ampliamente apelada para la evaluación de las propiedades mecánicas en todo tipo de ensayos de durabilidad. La evolución del daño es comúnmente evaluada a partir de la reducción del módulo dinámico, producido como resultado de cualquier proceso de fisuración. Sin embargo, el comportamiento mecánico del hormigón es intrínsecamente no lineal y presenta histéresis. Como resultado de un comportamiento tensión-deformación con histéresis, el módulo elástico depende de la deformación. En ensayos dinámicos, la no linealidad del material se manifiesta por una disminución de las frecuencias de resonancia, la cual es inversamente proporcional a la amplitud de excitación. Este fenómeno es normalmente denominado como dinámica rápida. Una vez la excitación cesa, el material experimenta un proceso de relajación por el cual, el módulo elástico es restaurado a aquel en situación de reposo. Este fenómeno es denominado como dinámica lenta. Estos fenómenos ¿dinámicas rápida y lenta¿ encuentran su origen en la fricción interna del material. Por tanto, en materiales basados en cemento, la presencia de microfisuras y las interfaces entre sus constituyentes juegan un rol importante en la no linealidad mecánica del material. En el contexto de evaluación de la durabilidad del hormigón, la evolución del daño está basada en el incremento de histéresis, como resultado de cualquier proceso de fisuración. En esta tesis se investigan tres técnicas diferentes las cuales utilizan el impacto como medio de excitación de las frecuencias de resonancia. La primera técnica consiste en determinar las frecuencias de resonancia a diferentes energías de impacto. La técnica es denominada en inglés: Nonlinear Impact Resonant Acoustic Spectroscopy (NIRAS). Ésta consiste en relacionar el detrimento que el material experimenta en sus frecuencias de resonancia, con el aumento de la amplitud de la excitación. La segunda técnica consiste en investigar el comportamiento no lineal mediante el análisis de la señal correspondiente a un solo impacto. Ésta consiste en determinar las propiedades instantáneas de frecuencia, atenuación y amplitud. Esta técnica se denomina, en inglés, Nonlinear Single Impact Resonant Acoustic Spectroscopy (NSIRAS). Se proponen dos técnicas de extracción del comportamiento no lineal mediante el análisis de las variaciones instantáneas de frecuencia y atenuación. La primera técnica consiste en la discretización de la variación de la frecuencia con el tiempo, mediante un análisis basado en Short-Time Fourier Transform (STFT). La segunda técnica consiste en un ajuste por mínimos cuadrados de las señales de vibración a un modelo que considera las variaciones de frecuencia y atenuación con el tiempo. La tercera técnica empleada en esta tesis puede ser empleada para la evaluación de estructuras in situ. La técnica se trata de un ensayo acusto-elástico en régimen dinámico. En inglés Dynamic Acousto-Elastic Test (DAET). Las variaciones del módulo elástico obtenidas mediante los métodos NIRAS y NSIRAS proporcionan un comportamiento promedio y no permiten derivar las variaciones del módulo elástico en un solo ciclo de vibración. Actualmente, la técnica DAET es la única que permite investigar todo el rango de fenómenos no lineales en el material. Por otra parte, a diferencia de otras técnicas DAET, en este estudio se emplea como contraste una onda continua. El uso de una onda continua permite investigar las variaciones relativas del módulo elástico, para una señal transito
[CAT] L'assaig de determinació de les freqüències de ressonància ha sigut tradicionalment empleat per a determinar la integritat mecànica de testimonis de formigó, en l'avaluació de la conformitat de mescles de formigó en diversos assajos de durabilitat, i en la terminació de propietats constitutives com són el mòdul elàstic i el factor d'amortiment. Esta tècnica no destructiva ha sigut àmpliament apel·lada per a l'avaluació de les propietats mecàniques en tot tipus d'assajos de durabilitat. L'evolució del dany és comunament avaluada a partir de la reducció del mòdul dinàmic, produït com resultat de qualsevol procés de fisuración. No obstant això, el comportament mecànic del formigó és intrínsecament no lineal i presenta histèresi. Com resultat d'un comportament tensió-deformació amb histèresi, el mòdul elàstic depén de la deformació. En assajos dinàmics, la no linealitat del material es manifesta per una disminució de les freqüències de ressonància, la qual és inversament proporcional a l'amplitud d'excitació. Este fenomen és normalment denominat com a dinàmica ràpida. Una vegada l'excitació cessa, el material experimenta un procés de relaxació pel qual, el mòdul elàstic és restaurat a aquell en situació de repòs. Este fenomen és denominat com a dinàmica lenta. Estos fenòmens --dinámicas ràpida i lenta troben el seu origen en la fricció interna del material. Per tant, en materials basats en ciment, la presència de microfissures i les interfícies entre els seus constituents juguen un rol important en la no linealitat mecànica del material. En el context d'avaluació de la durabilitat del formigó, l'evolució del dany està basada en l'increment d'histèresi, com resultat de qualsevol procés de fisuración. En esta tesi s'investiguen tres tècniques diferents les quals utilitzen l'impacte com a mitjà d'excitació de les freqüències de ressonància. La primera tècnica consistix a determinar les freqüències de ressonància a diferents energies d'impacte. La tècnica és denominada en anglés: Nonlinear Impact Resonant Acoustic Spectroscopy (NIRAS). Esta consistix a relacionar el detriment que el material experimenta en les seues freqüències de ressonància, amb l'augment de l'amplitud de l'excitació. La segona tècnica consistix a investigar el comportament no lineal per mitjà de l'anàlisi del senyal corresponent a un sol impacte. Esta consistix a determinar les propietats instantànies de freqüència, atenuació i amplitud. Esta tècnica es denomina, en anglés, Nonlinear Single Impact Resonant Acoustic Spectroscopy (NSIRAS). Es proposen dos tècniques d'extracció del comportament no lineal per mitjà de l'anàlisi de les variacions instantànies de freqüència i atenuació. La primera tècnica consistix en la discretización de la variació de la freqüència amb el temps, per mitjà d'una anàlisi basat en Short-Time Fourier Transform (STFT). La segona tècnica consistix en un ajust per mínims quadrats dels senyals de vibració a un model que considera les variacions de freqüència i atenuació amb el temps. La tercera tècnica empleada en esta tesi pot ser empleada per a l'avaluació d'estructures in situ. La tècnica es tracta d'un assaig acusto-elástico en règim dinàmic. En anglés Dynamic Acousto-Elastic Test (DAET). Les variacions del mòdul elàstic obtingudes per mitjà dels mètodes NIRAS i NSIRAS proporcionen un comportament mitjà i no permeten derivar les variacions del mòdul elàstic en un sol cicle de vibració. Actualment, la tècnica DAET és l'única que permet investigar tot el rang de fenòmens no lineals en el material. D'altra banda, a diferència d'altres tècniques DAET, en este estudi s'empra com contrast una ona contínua. L'ús d'una ona contínua permet investigar les variacions relatives del mòdul elàstic, per a un senyal transitori. A més, permet la inspecció d'elements per mitjà de l'accés per una sola cara.
Eiras Fernández, JN. (2016). Studies on nonlinear mechanical wave behavior to characterize cement based materials and its durability [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. doi:10.4995/Thesis/10251/71439.
TESIS

الوصول الحر: http://hdl.handle.net/10251/71439Test

المساهمون: University/Department: Universitat Politècnica de València. Departamento de Ingeniería de la Construcción y de Proyectos de Ingeniería Civil - Departament d'Enginyeria de la Construcció i de Projectes d'Enginyeria Civil

مرشدي الرسالة: Paya Bernabeu, Jorge Juan, Popovics, John Sandor

مصطلحات موضوعية: Nonlinear acoustic, Durability, Cement based materials, Concrete, Concrete durability, Cement-based materials, Durability test, Mortar, Portland cement mortar, Portland cement durability, Resonant inspection techniques, Resonant acoustic, Nonlinear resonance, Nonlinear resonant, Non-classical nonlinear elastic, Nondestructive test, Resonant frequency method, Nonlinear elastic, Resonant frequency, NIRAS, Nonlinear Impact Resonant Acoustic Spectroscopy, Nonlinear attenuation, Quality factor, Vibration based nondestructive techniques, Carbonation, Freezing-thawing damage, Frost damage, Glass reinforced cement, Glass reinforced concrete, GRC, Thermal shock, Drying shrinkage, Hysteretic parameter, Nonlinear hysteretic parameter, Nonlinear modulus, Dynamic modulus, Dynamic acousto-elastic test, Structural health monitoring, Nondestructive evaluation, NDE, NDT, DAET, DAET-CW, Continuous wave, Nonlinear wave propagation, INGENIERIA DE LA CONSTRUCCION

الوصول الحر: http://hdl.handle.net/10251/71439Test

مرشدي الرسالة: Falcone Lanas, Francisco Javier, Sorolla Ayza, Mario, Universidad Pública de Navarra. Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Nafarroako Unibertsitate Publikoa. Ingeniaritza Elektriko eta Elektronikoa Saila

مصطلحات موضوعية: Complementary split ring resonator, Metamaterial planar antenna, Polarization, Multiband band antenna, Electro-inductive wave propagation

الوصول الحر: https://hdl.handle.net/2454/29029Test