Bolsa de Doutorado em Detecção de Vazamentos de Gás

PhD Fellowship in Gas Leakage Detection

• Resumo Summary

  Este projeto de Doutorado (vinculado ao projeto 33 do RCGI - http://www.rcgi.poli.usp.br/programmes-and-projects/co2-abatement-programme) tem por objetivo investigar modelos matemáticos descritos na literatura versando sobre a emissão acústica de borbulhamentos gasosos gerados por vazamentos submarinos de gás, bem como técnicas de processamento de sinais e reconhecimento de padrões, com vistas à construção de um instrumento computacional que possibilite:

  1) Identificar as relações de causa/efeito entre as variáveis físicas descritivas da dinâmica do borbulhamento gasoso e as características de seu espectro de emissão acústica;
  2) Detectar e quantificar vazamentos submarinos de gás. 

  Para atingir os objetivos do projeto, estão previstas as seguintes atividades:

  - Análise dos modelos matemáticos disponíveis na literatura que descrevem a emissão acústica gerada pelo vazamento de borbulhamentos submarinos de gás;
  - Implementação dos respectivos modelos matemático-computacionais;
  - Submissão desses modelos a um conjunto adequado de testes de verificação, de acordo com as recomendações da literatura;
  - Análise de sensibilidade dos parâmetros dos modelos implementados, com vistas à caracterização de sua robustez;
  - Revisão e análise de métodos de processamento de sinais e técnicas de inteligência artificial adequados à construção de algoritmos de reconhecimento de assinaturas de sinais acústicos provenientes de borbulhamentos gasosos;
  - Implementação de um instrumento computacional inteligente de reconhecimento de assinaturas de emissões acústicas geradas por borbulhamentos gasosos;
  - Utilização de sinais acústicos gerados em experimentos em escala laboratorial para realizar o ajuste dos parâmetros do instrumento computacional desenvolvido no item anterior, de modo a torná-lo capaz de reconhecer e quantificar vazamentos de gás de diversas intensidades. 

  Espera-se que o candidato tenha excelente formação em Engenharia, Física, Ciência da Computação, Matemática ou Geofísica, que possua habilidades em projeto e programação de sistemas computacionais e familiaridade com ferramentas de apoio à modelagem científica (Scilab, Matlab, Mathematica, R, Statistica, por exemplo). 

  O candidato selecionado receberá bolsa concedida pela FUSP - Fundação de Apoio à Universidade de São Paulo. Maiores informações e inscrição (REF 17PhD037) em http://www.rcgi.poli.usp.br/opportunities ou http://www.rcgi.poli.usp.br/wp-content/uploads/2017/11/17PhD037.pdf.

  In this PhD project (part of the project 33 of the RCGI - http://www.rcgi.poli.usp.br/programmesand-projects/co2-abatement-programme), a thorough investigation on mathematical models, signal processing and pattern recognition techniques, for acoustic emissions from bubble plumes produced in underwater gas leakage events, will be carried on. These steps will provide the basis to the design of a comprehensive computational instrument able to:

  1) Identify the relationships between physical variables associated to bubble plumes dynamics and characteristics of their acoustic emission spectra;
  2) Detect and quantify underwater gas leakages. 

  The main steps of the methodology devised to reach the goals of the project are presented below:

  - Literature review concerning mathematical modeling of bubble plumes acoustic emissions in a underwater environment;
  - Computational implementation of the most relevant models according to the literature;
  - Use of model verification techniques to ensure that the programs were correctly implemented;
  - Usage of sensitivity analysis techniques on the model simulation data output in order to evaluate its robustness;
  - Literature survey concerning signal processing methods and artificial intelligence techniques capable of recognizing bubble plumes acoustic emission signatures;
  - Implementation of an intelligent computer instrument designed to recognize acoustic signatures of underwater bubble plumes;
  - Identification of intelligent parameters fitting to maximize the ability of the designed instrument to recognize and quantify laboratorial gas leakages of several intensity levels. 

  The selected candidate will be given fellowship granted by FUSP - Fundação de Apoio a Universidade de São Paulo. More information and application (REF 17PhD037) at http://www.rcgi.poli.usp.br/opportunities or http://www.rcgi.poli.usp.br/wp-content/uploads/2017/11/17PhD037.pdf.