Papers by Marcelo Grafulha Vanti
Neste trabalho propõe-se a implementação de um sistema adaptativo de refinamento de malhas basead... more Neste trabalho propõe-se a implementação de um sistema adaptativo de refinamento de malhas baseado na versão adaptativa h-p utilizando-se o conceito de malhas ótimas. Este sistema foi implementado nos programas Flux3D e EFCAD3D. Algoritmos para refinamentos com a versão h foram desenvolvidos e elementos hierárquicos são utilizados com o objetivo de eliminar as dificuldades advindas da geração de nós não conformes durante o refinamento de malha com a versãp p. Entretanto, a ocorrência destes nós é inevitável quando da aplicação da versão adaptativa h em malhas com elementos hexaédricos e uma técnica para forçar a continuidade da aproximação foi desenvolvida. Um simples e prático estimador de erros foi também implementado com base nas propriedades características das funções de forma hierárquicas. Finalmente, são apresentados alguns resultados com o objetivo de validação do sistema proposto. 6 .6 conclusão Capítulo 7 Resultados numéricos 7.1 Introdução 7.2 Problema com domínio retangular e solução fortemente regular 7.3 O problema " L-shaped" 7.4 O problema dos ímãs permanentes 7.5 Conclusão Conclusões Finais Referências Bibliográficas VII Simbologia A Potencial vetor magnético B Indução magnética Br Indução magnética remanente B(u, u) Forma bilinear emwey D Indução elétrica D au a-Ésima derivada fraca de u D iv Operador divergente É Campo elétrico e Erro de discretização E h Erro relativo M Funcional linear em u Fj Elemento do vetor do segundo membro referente ao nó j na aproxirr por elementos finitos Grad Operador gradiente he Diâmetro de um elemento h Mínimo he sobre uma malha de elementos finitos h super ou subscrito Parâmetro real que indica a discretização de um espaço de Hilbert H Campo magnético H ' (Q) Espaço de Hilbert de ordem 1 definido sobre D H (Q) Classe de funções admissíveis de um problema de valor de contorno H 0(C1) Classe de funções de teste de um problema de valor de contorno H h Classe de funções admissíveis de um problema de elementos finitos HZ Classe de funções de teste em um problema de elementos finitos
Resumo-Este artigo avalia o uso do algoritmo adaptativo DCLMS (duality constrained least-mean-squ... more Resumo-Este artigo avalia o uso do algoritmo adaptativo DCLMS (duality constrained least-mean-square) em sistemas de comunicação móvel celular levando em conta condições de interferência e de propagação multipercurso. Tal algoritmo efetua conformação de feixe visando maximizar a razão sinalinterferência-mais-ruído (SINR), seguida por uma redução de potência de transmissão nos canais de subida e de descida em um sistema de comunicação celular. Dessa forma, considerando um ambiente de comunicação móvel baseado na tecnologia de múltiplo acesso por divisão de código (CDMA), o algoritmo adaptativo é avaliado. Resultados de simulação numérica corroboram a eficácia do algoritmo DCLMS para essa aplicação. Palavras-chave-Algoritmos adaptativos com restrições, arranjo de antenas, sistemas de comunicação móvel celular, tecnologia de múltiplo acesso por divisão de código (CDMA).
This paper presents a beamforming algorithm for antenna arrays attending to both power and signal... more This paper presents a beamforming algorithm for antenna arrays attending to both power and signal-tointerference-plus-noise (SNIR) ratio constraints. The proposed adaptive approach makes use of the least-mean-square (LMS) algorithm as well as exploits the duality idea between uplink and downlink channels. Since a reference signal is used, the proposed approach does not require any direction-of-arrival (DoA) algorithms for estimating the angle-of-arrival (AoA) of the signals. The proposed algorithm exhibits both low computational complexity and very good stability conditions. Through numerical simulations the performance of the proposed algorithm is verified.
This paper presents an implementation of the h-p adaptive version of the finite element method in... more This paper presents an implementation of the h-p adaptive version of the finite element method in 3D problems using hierarchic hexahedral elements. The process is driven by an error estimator based on the complete local residual. The algorithm to refine the mesh and the method to deal with nonconforming meshes are explained. Also, a technique to build the basis functions during the process is proposed. Two examples shows the efficacy of this work.
This paper presents a method for analysing the quality of a finite element problem. The finite el... more This paper presents a method for analysing the quality of a finite element problem. The finite element shape distortion and order of interpolation are linked to the conditioning of the stiffness matrix of the finite eIement linear system in order to define a good quality criterion. The study is carried out for standard first and second order elements. The proposed quality criterion works on every kind of finite element shape.
IEEE Transactions on Magnetics, 1998
This paper presents an implementation of the h-p adaptive version of the finite element method in... more This paper presents an implementation of the h-p adaptive version of the finite element method in 3D problems using hierarchic hexahedral elements. The process is driven by an error estimator based on the complete local residual. The algorithm to refine the mesh and the method to deal with nonconforming meshes are explained. Also, a technique to build the basis functions during the process is proposed. Two examples shows the efficacy of this work.
IEEE Transactions on Magnetics, Mar 1, 2016
This paper compares the performance of the popular adaptive h-refinement (hR) technique for the f... more This paper compares the performance of the popular adaptive h-refinement (hR) technique for the finite-element method (FEM) with the adaptive version of the recently presented operator-customized wavelet basis (OCWB). This new method is a combination of the second-generation wavelet theory with hierarchical basis, which is a multi-resolution basis, and, when applied to the FEM, the solution is split into different levels of detail. These levels, also referred to as scales, are composed by compactly supported functions, allowing the detail to be added only on the chosen regions. Although this strategy reduces the total system dimension with sufficiently small error, all the scales are naturally coupled, which means that there are interactions between functions composing different detail levels. This coupling forces the whole multi-resolution system to be recomputed when a detail is added, a kind of redundancy that also occurs on the hR method. Using the second-generation wavelet theory, functions are custom-designed to decouple the system, which means the interactions between the functions of different levels are eliminated, and it is possible to solve for further detail independently of previous scales. This property significantly increases the performance of the algorithm. Conversely, the formulation-and, consequently, the algorithm design-complexity is also increased, which is the reason why there are such few applications on the subject. Like the hR method, an adaptive OCWB can be programmed with various strategies; since the results are shown in terms of processing time on a regular PC, both the algorithms have been developed with similar structures.
Mathematics and Computers in Simulation, Jun 1, 2020
Wavelets provide sparse representations of integral and differential operators through a multires... more Wavelets provide sparse representations of integral and differential operators through a multiresolution approximation. This property is well-suited for adaptive implementation of numerical techniques, which is a common topic among researchers nowadays. The current state of the wavelet theory also allows flexible construction of transforms customized to certain applications, which is an important feature considering that the generalization of wavelet techniques to a large class of real-world numerical simulations is still limited. In this paper, it is proposed an adaptive wavelet finite element method for achieving operator-orthogonality between approximation spaces, a property which eliminates coupling among levels of resolution-a common shortcoming of adaptive methods. The resulting method is easily extended to any given finite element application and requires less computation power when compared to other adaptive techniques. These features are showcased by comparing the proposed technique to the popular h-refinement method using electromagnetic device simulations involving Dirichlet and Neumann boundary conditions, inhomogeneous and non-linear media, and irregular meshes. c
IEEE Transactions on Magnetics, Mar 1, 1997
This paper presents a method for analysing the quality of a finite element problem. The finite el... more This paper presents a method for analysing the quality of a finite element problem. The finite element shape distortion and order of interpolation are linked to the conditioning of the stiffness matrix of the finite element linear system in order to define a good quality criterion. The study is carried out for standard first and second order elements. The proposed
IEEE Transactions on Magnetics, Jun 1, 2008
This paper presents a proposal of a semianalytic solution for the system of differential equation... more This paper presents a proposal of a semianalytic solution for the system of differential equations that governs the behavior of a power transformer under energization. The presented model takes into account nonlinearity due to magnetization curve. The proposed approach for the solution uses recursive expressions, applied to the description of the transformer inrush current. The inrush current in a 120-VA small transformer is simulated and the results of the proposed method agree with the values obtained experimentally.
HAL (Le Centre pour la Communication Scientifique Directe), Oct 13, 2013
Este trabalho apresenta uma modelagem magnética objetivando o cálculo de forças internas a enrola... more Este trabalho apresenta uma modelagem magnética objetivando o cálculo de forças internas a enrolamentos cilíndricos, devido ao fenômeno de Inrush em transformadores de potência. Tal modelagem se dá através do método RNM ("Reluctances Network Method"), devido a necessidade por resultados coerentes obtidos de forma rápida. É apresentado o equacionamento para obter as relutâncias, bem como calcular forças através deste método e a lei de Laplace. Também é apresentado o circuito magnético utilizado. Os resultados obtidos são comparados com os obtidos através do MEF (Método de Elementos Finitos).
IEEE Transactions on Magnetics, Mar 1, 1997
This paper concerns theory and implementation of p and h-p adaptive versions of finite element me... more This paper concerns theory and implementation of p and h-p adaptive versions of finite element method. The different procedures of adaptivity and the optimal mesh concept are discussed and a methodology to obtain optimal or quasi optimal meshes with hierarchical elements is presented. The error estimator used and the algorithm implemented are also presented. The efficiency is demonstrated in two classical 2D examples. In this examples, we have analysed both cases the regular solution and non regular one, and the meshes obtained during the adaptive processes are compared.
IEEE Transactions on Magnetics, 1997
This paper presents a method for analysing the quality of a finite element problem. The finite el... more This paper presents a method for analysing the quality of a finite element problem. The finite element shape distortion and order of interpolation are linked to the conditioning of the stiffness matrix of the finite element linear system in order to define a good quality criterion. The study is carried out for standard first and second order elements. The proposed
SBrT 2013, 2013
Resumo-Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de antenas com bom desempenho em relação à ... more Resumo-Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de antenas com bom desempenho em relação à perda de retorno e ganho na faixa de frequência da TV Digital, que vai de 470 MHz a 806 MHz. É discutido o projeto de uma antena log-periódica de Koch fractal, com dipolos que apresentam três iterações de Koch, e os resultados são comparados com aqueles de uma antena logperiódica linear projetada para operar na mesma frequência.
Resumo-Este trabalho apresenta um algoritmo para um ótimo Conformador de Feixe para os enlaces de... more Resumo-Este trabalho apresenta um algoritmo para um ótimo Conformador de Feixe para os enlaces de subida e descida (uplink-downlink) em uma Estação de Rádio Base (ERB), que procura iterativamente atender determinado valor de Razão Sinal-Interferência mais Ruído (SINR), tanto no móvel quanto na ERB. A relação entre os dois canais é obtida através da Teoria da Dualidade. O atual algoritmo foi originalmente proposto por Viotsky e Madhow, aqui modificado com a introdução do algoritmo LMS restrito para a obtenção dos pesos ótimos do enlace de subida (uplink). Tal método mostra ser eficiente, e é comprovado em simulações numéricas presentes no final do trabalho.
This paper aims to present a 3D Reluctance Network Method (RNM) to compute the leakage field in a... more This paper aims to present a 3D Reluctance Network Method (RNM) to compute the leakage field in air core reactors, which has an important function on large power transformers operation. The well known RNM basis are presented with the goal of making easier the understanding of the 3D geometry discretization into reluctances. Thus the power reactor is presented as well as its 3D RNM model. The results obtained through this methodology are compared with those obtained with a 3D FEM commercial package. Index Terms — Reluctance Network Method, Finite Element Method, Power Reactors, Power Transformers
2 3.2 a) Critério baseado nas descontinuidades dos canpos..26 2.3.2.b) Critério dos teoremas de A... more 2 3.2 a) Critério baseado nas descontinuidades dos canpos..26 2.3.2.b) Critério dos teoremas de Ampére e Green locais....28 2.3.2.c) Critério da perturbação dos campos. . .
Anais de XXIX Simpósio Brasileiro de Telecomunicações
Resumo-Este artigo avalia o uso do algoritmo adaptativo DCLMS (duality constrained least-mean-squ... more Resumo-Este artigo avalia o uso do algoritmo adaptativo DCLMS (duality constrained least-mean-square) em sistemas de comunicação móvel celular levando em conta condições de interferência e de propagação multipercurso. Tal algoritmo efetua conformação de feixe visando maximizar a razão sinalinterferência-mais-ruído (SINR), seguida por uma redução de potência de transmissão nos canais de subida e de descida em um sistema de comunicação celular. Dessa forma, considerando um ambiente de comunicação móvel baseado na tecnologia de múltiplo acesso por divisão de código (CDMA), o algoritmo adaptativo é avaliado. Resultados de simulação numérica corroboram a eficácia do algoritmo DCLMS para essa aplicação.
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