Theo Garcia Rolim de Moura
Resumo
Este trabalho apresenta uma técnica para análise de séries temporais não lineares e não estacionárias, a transformada de Hilbert-Huang (HHT), método que consiste na decomposição da série temporal em funções intrínsecas (IMF) seguida da obtenção de amplitudes e freqüências instantâneas. É proposto aqui a aplicação da HHT para o estudo de ondas geradas por vento. Discutem-se as características não lineares e não estacionários de ondas de gravidade, abordando-se aspectos teóricos sobre interações onda-onda, especialmente as velocidades horizontais. Compara-se esta técnica com a análise espectral de Fourier, discutindo-se as limitações de ambas. Em termos direcionais, a discussão enfatiza os padrões de velocidades horizontais gerados pela presença de ondas, não lineares, com diferentes direções de propagação. Para demonstrar a aplicação da HHT, foi\ realizada uma série de experimentos, incluindo séries temporais sintéticas e séries reais, medidas por um PUV. Tais experimentos indicam que a HHT pode ser uma alternativa a contornar problemas associados às limitações da transformada de Fourier.
Abstract
This work presents a technique for analysing non-linear, non-stationary time series, called Hilbert-Huang transform, method based on the decomposition of the time series into intrinsic mode functions (IMF), and obtains the respective instantaneous amplitudes and frequencies. The HHT is applied to study Wind waves. The non-linear and non-stationary properties of gravity waves are discussed, treating the theoretical aspects of wave-wave interactions, mainly the horizontal velocities. This technique is compared to the Fourier spectral analysis, discussing the limitations of both ones. Regarding directional analysis, the discussion emphasizes the patterns of horizontal velocities which result from non-linear, multidirectional waves. In order to demonstrate the application of HHT, a series of experiments was conducted, including both synthetic and observed time series measured by PUV. These experiments indicate that HHT can be a good alternative to Fourier analysis.
