Detalhes bibliográficos
| Ano de defesa: |
2017 |
| Autor(a) principal: |
Paulo Giovani de Faria Zeferino |
| Orientador(a): |
Reinaldo Roberto Rosa,
Murilo da Silva Dantas |
| Banca de defesa: |
Margarete Oliveira Domingues,
Eduardo Fávero Pacheco da Luz |
| Tipo de documento: |
Dissertação
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| Tipo de acesso: |
Acesso aberto |
| Idioma: |
por |
| Instituição de defesa: |
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
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| Programa de Pós-Graduação: |
Programa de Pós-Graduação do INPE em Computação Aplicada
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
BR
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| Resumo em Inglês: |
The spectral investigation of 3D plasma oscillations in real systems, such as nonlinear processes in solar plasma, magnetosphere and ionosphere, is usually performed from the PSD (Power Spectral Density) analysis of one-dimensional data in the form of time series. The high deviations in the value of PSD found for example in the study of plasma bubbles compromise the precise characterization of underlying physical processes (e.g. turbulence). Such deviations can be caused by the dimensional constraint imposed by the one-dimensional analysis of processes that actually occur in higher dimensions (2D and/or 3D). In this thesis we propose, therefore, to test the hypothesis of the existence of a dimensional dependence of the parameters obtained by applying the spectral analysis on 1D time series. Here we call dimension-spectrum dependency hypothesis, a subject not yet explicitly addressed in the literature. For this, we studied and developed a simulator composed of multiple mass-spring oscillators that allows to vary the geometric and dimensional configurations for spectral analysis of the oscillatory time series (position and velocity of a single element of the system). The simulator, called 3D Big Mechanical Oscillator (3DBMO) was implemented in Python within the specifications that allow the study of the dimension-spectrum dependency hypothesis. The spectral analyses were carried out from three different techniques: PSD, DFA (Detrended Fluctuation Analysis) and GWS (Global Wavelet Spectrum). The synthesis of the results found, from the application of the three techniques, allows the confirmation of the hypothesis of the dimension-spectrum dependency. |
| Link de acesso: |
http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2017/02.07.14.27
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Resumo: |
O estudo espectral das oscilações de plasma 3D em sistemas reais, tais como processos não-lineares no plasma solar, magnetosfera e ionosfera, é geralmente realizado a partir da análise PSD (Power Spectral Density) de dados unidimensionais na forma de séries temporais. Os altos desvios no valor do PSD encontradas por exemplo no estudo das bolhas de plasmas, comprometem a caracterização precisa de processos físicos subjacentes (ex. turbulência). Tais desvios podem ser causados pela restrição dimensional imposta pela análise unidimensional de processos que ocorrem, na verdade, em dimensões mais altas (2D e/ou 3D). Nesta dissertação propomos, portanto, testar a hipótese da existência de uma dependência dimensional dos valores obtidos através da análise espectral calculadas a partir de series temporais 1D. Aqui chamamos de hipótese dependência dimensão-espectro, um tema ainda não abordado, de forma explícita, na literatura. Para isso, estudamos e desenvolvemos um simulador composto por múltiplos osciladores massa-mola que permite variar as configurações geométricas e dimensionais para análise espectral das séries temporais da posição e velocidade de um único elemento do sistema. O simulador, denominado de 3DBMO (3D Big Mechanical Oscillator) foi implementado em Python dentro das especificações que permitem o estudo da hipótese dependência dimensão-espectro. As análises espectrais foram realizadas a partir de três técnicas distintas: PSD, DFA (Detrended Fluctuation Analysis) e GWS (Global Wavelet Spectrum). A síntese dos resultados encontrados, a partir da aplicação das três técnicas, admitem a confirmação da hipótese da dependência dimensão-espectro. |
