Made available in DSpace on 2015-05-08T15:00:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2402829 bytes, checksum: 4c7bc88fa5d8c55de36b5f29f4cc3cf0 (MD5) Previous issue date: 2011-03-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work presents a study about microstructural evolution of nanocrystalline alloys Fe50%Si processed by milling of high energy. With the objective of pondering the process variables, a factorial design 2² with central point was used. The design formed the basis for the development of a semi-empirical model of Fe-Si phase formation, which subsequently led to the response surface equation. The samples were characterized by Xray Fluorescence, Scanning Electron Microscope (SEM), Mössbauer Spectroscopy and Xray diffraction. The structural changes are discussed based on obtained diffractograms and using the Rietveld refinement in the TOPAS software. By calculating the effects of variables, it's shown that for the characteristics of the used system, the milling time has a preponderant effect on the other ones. The study on the evolution of the performed lattice parameter shows the occurrence of two distinct phases with increasing rotation speed and milling time. This evolution demonstrates a transition from disordered to ordered phase of Fe-Si intermetallic compound. / Este trabalho apresenta um estudo sobre a evolução microestrutural de ligas nanocristalinas de Fe50%Si formadas através do processo de moagem de alta energia. Com o objetivo de ponderar sobre as variáveis do processo, um planejamento fatorial 2² com ponto central foi utilizado. O planejamento serviu de base para o desenvolvimento de um modelo semi-empírico de formação da fase Fe-Si que, posteriormente, originou a superfície de resposta da equação. As amostras foram caracterizadas por Fluorescência de Raios-X, Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectros de Mössbauer e Difração de Raios-X. As mudanças estruturais são discutidas com base nos difratogramas obtidos e utilizando o refinamento de Rietveld no programa TOPAS. Através do cálculo dos efeitos das variáveis, mostra-se que para as características do sistema utilizado, o tempo de moagem possui um efeito preponderante sobre as demais. O estudo sobre a evolução do parâmetro de rede realizado mostra a ocorrência de duas fases distintas com o incremento da velocidade de rotação e do tempo de moagem. Tal evolução revela a passagem da fase desordenada para ordenada do composto intermetálico Fe-Si.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The mathematical modeling of multiphase flows involves the interaction between deformable and moving geometries with the fluid in which they are dispersed (immersed). This kind of interaction is present in many practical applications. A common approach to handle these problems is the so called Front-Tracking/Front-Capturing Hybrid Methods. This methodology consists in separating the problem into two domains: an eulerian domain, which is kept fixed and is used to discretize the fluid equations of both phases, and a lagrangian domain, which is used to solve the equations of motion of the interface. Since there is no geometric dependence between these two domains, the method can easily handle moving and deformable interfaces that are dispersed in the flow. Following this line of research, the present work aims to capture accurately details of such flows by resolving adequately the relevant physical scales in time and in space. This can be achieved by applying locally refined meshes which adapt dynamically to cover special flow regions, e.g. the vicinity of the fluid-fluid interfaces. To obtain the required resolution in time, a semi-implicit second order discretization to solve the Navier-Stokes equations is used. The turbulence modeling is introduced in the present work through Large Eddy Simulation. The eficiency and robustness of the methodology applied are verified via convergence analysis, as well as with simulations of one-phase and two-phase flows for several Reynolds numbers. The results of two-phase flows, with one bubble and with multiple bubbles, are presented. The results obtained for a single bubble case are compared with Clift's shape diagram (Clift et al., 1978). / A modelagem matemática de escoamentos multifásicos envolve a interação de geometrias móveis e deformáveis com o meio fluido que as envolve. Este tipo de interação faz parte de uma extensa lista de aplicações. Uma linha proposta para o tratamento num érico deste tipo de problema são os métodos híbridos Front-Tracking/Front-Capturing. Esta abordagem leva à separação do problema em dois domínios distintos (líquido/gás e líquido/líquido), um domínio fixo, euleriano, utilizado para discretizar as equações de ambas as fases, e outro móvel, lagrangiano, usado para as interfaces. Para o presente trabalho, na metologia utilizada, ambos os domínios são geometricamente independentes e não apresentam restrição quanto ao movimento e à deformação da fase dispersa. Seguindo esta linha, no presente trabalho propõe-se capturar detalhes deste de tipo escoamento, resolvendo adequadamente as escalas físicas do tempo e do espaço, utilizando malhas bloco estruturada refinadas localmente, as quais se adaptam dinamicamente para recobrir as regiões de interesse do escoamento (como, por exemplo, ao redor da interface fluido-fluido). Para se obter a resolução necessária no tempo, é usada uma discretização semi-implícita de segunda ordem para solucionar as equações de Navier-Stokes. A modelagem da turbulência é introduzida no presente trabalho via Simulação de Grandes Escalas. A eficiência e a robustez da metodologia implementada são verificadas via análise de convergência do método, bem como a simulação de escoamentos monofásicos e bifásicos para diferentes números Reynolds. São também apresentados resultados para escoamentos bifásicos com uma só bolha assim como para múltiplas bolhas. Os resultados de escoamentos mono-bolhas são comparados com o diagrama de forma de Clift et al. (1978). / Doutor em Engenharia Mecânica

No contexto de Redes Complexas, particularmente das redes sociais, grupos de objetos densamente conectados entre si, esparsamente conectados a outros grupos, são denominados de comunidades. Detecção dessas comunidades tornou-se um campo de crescente interesse científico e possui inúmeras aplicações práticas. Nesse contexto, surgiram várias pesquisas sobre estratégias multinível para particionar redes com elevada quantidade de vértices e arestas. O objetivo dessas estratégias é diminuir o custo do algoritmo de particionamento aplicando-o sobre uma versão reduzida da rede original. Uma possibilidade dessa estratégia, ainda pouco explorada, é utilizar heurísticas de refinamento local para melhorar a solução final. A maioria das abordagens de refinamento exploram propriedades gerais de redes complexas, tais como corte mínimo ou modularidade, porém, não exploram propriedades inerentes de domínios específicos. Por exemplo, redes sociais são caracterizadas por elevado coeficiente de agrupamento e assortatividade significativa, consequentemente, maximizar tais características pode conduzir a uma boa solução e uma estrutura de comunidades bem definida. Motivado por essa lacuna, neste trabalho é proposto um novo algoritmo de refinamento, denominado RSim, que explora características de alto grau de transitividade e assortatividade presente em algumas redes reais, em particular em redes sociais. Para isso, adotou-se medidas de similaridade híbridas entre pares de vértices, que utilizam os conceitos de vizinhança e informações de comunidades para interpretar a semelhança entre pares de vértices. Uma análise comparativa e sistemática demonstrou que o RSim supera os algoritmos de refinamento habituais em redes com alto coeficiente de agrupamento e assortatividade. Além disso, avaliou-se o RSim em uma aplicação real. Nesse cenário, o RSim supera todos os métodos avaliado quanto a eficiência e eficácia, considerando todos os conjuntos de dados selecionados. / In the context of complex networks, particularly social networks, groups of densely interconnected objects, sparsely linked to other groups are called communities. Detection of these communities has become a field of increasing scientific interest and has numerous practical applications. In this context, several studies have emerged on multilevel strategies for partitioning networks with high amount of vertices and edges. The goal of these strategies is to reduce the cost of partitioning algorithm by applying it on a reduced version of the original network. The possibility for this strategy, yet little explored, is to apply local refinement heuristics to improve the final solution. Most refinement approaches explore general properties of complex networks, such as minimum cut or modularity, however, do not exploit inherent properties of specific domains. For example, social networks are characterized by high clustering coefficient and significant assortativity, hence maximize such characteristics may lead to a good solution and a well-defined community structure. Motivated by this gap, in this thesis, we propose a new refinement algorithm, called RSim, which exploits characteristics of high degree of transitivity and assortativity present in some real networks, particularly social networks. For this, we adopted hybrid similarity measures between pairs of vertices, using the concepts of neighborhood and community information to interpret the similarity between pairs of vertices. A systematic and comparative analysis showed that the RSim statistically outperforms usual refinement algorithms in networks with high clustering coefficient and assortativity. In addition, we assessed the RSim in a real application. In this scenario, the RSim surpasses all evaluated methods in efficiency and effectiveness, considering all the selected data sets.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-08-08T12:10:14Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) v_final_assinaturas_branco.pdf: 10378086 bytes, checksum: 35e52eff52531ee36b6a5af5b2a20645 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-08T12:10:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) v_final_assinaturas_branco.pdf: 10378086 bytes, checksum: 35e52eff52531ee36b6a5af5b2a20645 (MD5) Previous issue date: 2016-03-03 / The increasing complexity of systems has led to increasing difficulty in design. Thestandard approach to development, based on trial and error, with testing used at later stages toidentify errors, is costly and leads to unpredictable delivery times. In addition, for critical systems,for which safety is a major concern, early verification and validation (V&V) is recognised asa valuable approach to promote dependability. In this context, we identify three important anddesirable features of a V&V technique: (i) a graphical modelling language; (ii) formal andrigorous reasoning, and (iii) automated support for modelling and reasoning. We address these points with a refinement technique for SysML supported by tools. SysML is a UML-based language for systems design; it has itself become a de facto standard in the area. There is wide availability of tool support from vendors like IBM, Atego, and Sparx Systems. Our work is distinctive in two ways: a semantics for refinement and for a representative collection of elements from the UML4SysML profile (blocks, state machines, activities, and interactions) used in combination. We provide a means to analyse design models specified using SysML. This facilitates the discovery of problems earlier in the system development lifecycle, reducing time and costs of production. In this work we describe our semantics, which is defined using a state-rich process algebra called CML and implemented in a tool for automatic generation of formal models. We also show how the semantics can be used for refinement-based analysis and development. Our case studies are a leadership-election protocol, a critical component of an industrial application, and a dwarf signal, a device used to control rail traffic. Our contributions are: a set of guidelines that provide meaning to the different modelling elements of SysML used during the design of systems; the individual formal semantics for SysML activities, blocks and interactions; an integrated semantics that combines these semantics with another defined for state machines; and a framework for reasoning using refinement about systems specified by collections of SysML diagrams. / O aumento da complexidade dos sistemas tem levado a um aumento na dificuldade da atividade de projeto. A abordagem padrão para desenvolvimento, baseada em tentativa e erro, com testes usados em estágios avançados para identificar erros, é custosa e leva a prazos de entrega imprevisíveis. Além disto, para sistemas críticos, para os quais segurança é um conceito chave, Verificação e Validação (V&V) com antecedência é reconhecida como uma abordagem valiosa para promover confiança. Neste contexto, nós identificamos três características importantes e desejáveis de uma técnica de V&V: (i) uma linguagem de modelagem gráfica; (ii) raciocínio formal e rigoroso, e (iii) suporte automático para modelagem e raciocínio. Nós tratamos estes pontos com uma técnica de refinamento para SysML apoiada por ferramentas. SysML é uma linguagem baseada na UML para o projeto de sistemas. Ela tem se tornado um padrão de facto na área. Há uma grande disponibilidade de ferramentas de fornecedores como IBM, Atego, e Sparx Systems. Nosso trabalho se destaca de duas maneiras: ao fornecer uma semântica para refinamento e considerar uma coleção representativa de elementos do perfil UML4SysML (blocos, máquina de estados, atividades, e interações) usados de forma combinada. Nós fornecemos uma estratégia para analisar modelos de projeto especificados em SysML. Isto facilita a descoberta de problemas mais cedo durante o ciclo de vida de desenvolvimento de sistemas, reduzindo tempo e custos de produção. Neste trabalho nós descrevemos nossa semântica a qual é definida usando uma álgebra de processo rica em estado chamada CML e implementada em uma ferramenta para geração automática de modelos formais. Nós também mostramos como esta semântica pode ser usada para análise baseada em refinamento. Nossos estudos de caso são um protocolo de eleição de líder, o qual é um componente crítico de uma aplicação industrial, e um sinal anão, o qual é um dispositivo para controlar tráfego em linhas férreas. Nossas contribuições são: um conjunto de orientações que fornecem significado para os diferentes elementos de modelagem de SysML usados durante o projeto de sistemas; as semânticas formais individuais para atividades, blocos e interações de SysML; uma semântica integrada que combina estas semânticas com outra definida para máquina de estados; e um arcabouço que usa refinamento para raciocínio de sistemas especificados por coleções de diagramas SysML.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / A descoberta de correspondÃncias semÃnticas entre esquemas à uma importante tarefa para diversos domÃnios de aplicaÃÃes, tais como integraÃÃo de dados, data warehouse e mashup de dados. Na maioria dos casos, as fontes de dados envolvidas sÃo heterogÃneas e dinÃmicas, dificultando ainda mais a realizaÃÃo dessa tarefa. Ontologias vÃm sendo utilizadas no intuito de definir vocabulÃrios comuns usados para descrever os elementos dos esquemas envolvidos em uma determinada aplicaÃÃo. O problema de matching entre ontologias, ou ontology matching, consiste na descoberta de correspondÃncias entre os termos dos vocabulÃrios (representados por ontologias) usados entre as diversas aplicaÃÃes. As soluÃÃes propostas na literatura, apesar de serem totalmente automÃticas possuem natureza heurÃstica, podendo produzir resultados nÃo-satisfatÃrios. O problema se intensifica quando se lida com grandes fontes de dados. O objetivo deste trabalho à propor um mÃtodo para geraÃÃo e refinamento incremental de correspondÃncias entre ontologias. A abordagem proposta faz uso de tÃcnicas de filtragem de ontologias, bem como do feedback do usuÃrio para dar suporte à geraÃÃo e ao refinamento dessas correspondÃncias. Para fins de validaÃÃo, uma ferramenta foi desenvolvida e experimentos foram realizados. / The discovery of semantic correspondences between schemas is an important task for different fields of applications such as data integration, data warehousing and data mashup. In most cases, the data sources involved are heterogeneous and dynamic, making it even harder the performance of that task. Ontologies are being used in order to define common vocabulary used to describe the elements of the schemas involved in a particular application. The problem of matching between ontologies, or ontology matching, consists in the discovery of correspondences between terms of vocabularies (represented by ontologies) used between the various applications. The solutions proposed in the literature, despite being fully automatic have heuristic nature, and may produce non-satisfactory results. The problem intensifies when dealing with large data sources. The purpose of this paper is to propose a method for generation and incremental refinement of correspondences between ontologies. The proposed approach makes use of filtering techniques of ontologies, as well as user feedback to support the generation and refining these matches. For validation purposes, a tool was developed and experiments were conducted

Os Ferros Fundidos de Alto Cromo (FFAC), por apresentarem excelentes propriedades tribológicas, têm sido amplamente utilizados em aplicações específicas envolvendo elevadas perdas de material por abrasão, especialmente no setor da mineração. Entretanto, a demanda por materiais com maior resistência ao desgaste aumenta continuamente, sendo necessárias novas pesquisas nesta área. Portanto, o presente trabalho objetiva avaliar a utilização do nióbio para aumentar, ainda mais, a resistência à abrasão dos FFAC\'s. Por outro lado, quando o FFAC é utilizado na fabricação de peças com geometrias irregulares (por exemplo, rotores de bombas), o componente pode apresentar diferentes níveis de refinamento da microestrutura, entre as regiões finas e espessas, devido às variações na taxa de resfriamento. No presente trabalho foi avaliado, o efeito do grau de refinamento da microestrutura, e a interação do refinamento com a adição de nióbio, na resistência ao desgaste abrasivo dos FFAC\'s. Para tanto, foram desenvolvidos quatro estudos principais: no primeiro estudo foram fabricados blocos de FFAC variando o grau de refinamento da microestrutura e foi mostrado que: grandes incrementos no grau de refinamento resultam em maiores perdas de massa por abrasão. Nas microestruturas menos refinadas, os carbonetos de cromo M7C3, de maior tamanho, são menos susceptíveis ao micro trincamento e podem, ocasionalmente, atuar como barreiras ante os eventos abrasivos. Em uma segunda série de experimentos, foi avaliada a interação do efeito do grau de refinamento da microestrutura com a adição de nióbio em teores baixos (1 %); mostrando que, para microestruturas com alto grau de refinamento, adições de nióbio reduzem as perdas de massa por abrasão em até 50 %. Em uma terceira série de experimentos foi avaliada a interação dos efeitos da adição de nióbio e de molibdênio. Quando comparado com a liga isenta de molibdênio, adições simultâneas de nióbio e molibdênio resultaram em microestruturas mais refinadas, com maior microdureza da matriz, e com carbonetos de nióbio (NbC) de maior dureza. Para condições de desgaste abrasivo por baixos esforços, onde o desgaste foi mais acentuado na matriz, adições simultâneas de nióbio e molibdênio resultaram em aumentos da resistência á abrasão dos FFAC estudados. Na última etapa do trabalho foi adicionado 3 % de nióbio em um liga de FFAC com composição química inicial hipereutética (25%Cr/3%C), a qual apresentaria carbonetos primários de cromo M7C3 de grande tamanho que induziriam comportamento frágil do material quando exposto ao desgaste. Porém, a adição de nióbio resultou em um FFAC com microestrutura mais refinada (eutética), contendo NbC\'s compactos e por conseguinte, mais resistente ao desgaste abrasivo. / High Chromium Cast Irons (HCCI\'s), because of their excellent tribological properties, have been widely used for specific applications involving high wear rates by abrasion, especially in the mining sector. However, the demand for materials with higher wear resistance is continuously growing and thus further research is needed in this area. For that reason, the current work purposes to assess the use of niobium to further increase the wear resistance of HCCI\'s. On the other hand, when HCCI is used for manufacturing components with irregular geometries (e.g. pump impellers), the components thin and thick regions can contain different levels of structure refinement due to variation in their cooling rates. In this work, the effect of structure refinement and the interaction between structure refinement and niobium addition on the abrasion resistance of HCCI\'s were evaluated. For that purpose, four systematic main studies were developed: in the first study, blocks of HCCI were manufactured varying the structure refinement and it was shown that large increases in the degree of structure refinement result in higher wear mass losses by abrasion. In less refined microstructures, the larger M7C3 chromium carbides are less susceptible to microcracking and can occasionally act as a barrier to abrasive particles. In the second series of experiments, the interaction between structure refinement and niobium addition in low concentrations (1 %) was evaluated; showing that for more refined microstructures, niobium additions reduce the mass losses by abrasion up to 50 %. In the third series of experiments, the interaction between niobium and molybdenum additions was evaluated. Compared to molybdenum-free alloy, simultaneous additions of niobium and molybdenum resulted in a more refined microstructure, higher hardness of the matrix and harder niobium carbides (NbC). For Low Stress Sliding Abrasion (LSSA) wear configuration, where wear was more pronounced in the matrix, simultaneous addition of niobium and molybdenum resulted in increase of abrasion resistance in the studied HCCI. In the last stage of this work, 3 % of niobium were added in an HCCI alloy with hypereutectic initial chemical composition (25%Cr/3%C), which presents primary large sized chromium carbides that induce a brittle behavior of the HCCI when subjected to wear. However, the niobium addition resulted in a more refined microstructure (eutectic) HCCI containing compact-shaped NbC carbides, and consequently in more resistance to abrasive wear.

Made available in DSpace on 2016-04-18T21:36:00Z (GMT). No. of bitstreams: 5 Gisele Fabiane Costa Almeida1.pdf: 1559852 bytes, checksum: e3b64fa01d9ed0c356ae71c2a82587a7 (MD5) Gisele Fabiane Costa Almeida2.pdf: 1613261 bytes, checksum: 3e72985f0d62cd4fa325c96f8006249d (MD5) Gisele Fabiane Costa Almeida3.pdf: 3272753 bytes, checksum: 0b5a3898ec5da9039eac14745eea284c (MD5) Gisele Fabiane Costa Almeida4.pdf: 3370583 bytes, checksum: 7f72a8ed429e200e2f55f2d29cc98be5 (MD5) Gisele Fabiane Costa Almeida5.pdf: 1976497 bytes, checksum: dbd9cfe819655d89788c98248e292c2c (MD5) Previous issue date: 2009-08-12 / In this paper the microstructure and the mechanical properties of the hypoeutectic Al-Si alloy (7%Si) casted in a green sand mold were investigated. About 90% of the aluminum alloys have presented the silicon as the main element. The process of green sand casting is largely used due to its facility, versatility and low cost. However, to reach a more refined microstructure and component phases with expected morphology, it is necessary to use aluminum α grain refiners and the eutectic β silicon modifier. The aim of this paper is to identify the effects of the aluminum grain refinement and the eutectic silicon modification at the mechanical properties of the alloy Al-7%Si. There were made several additions of the Nucleant 100 (titanium and boron based) and TiBAl refiner (5/1) and sodium salt based and the SrAl 10% alloy modifiers. The alloy with no eutectic silicon modifiers addition presented the eutectic silicon as a plate-like structure. The addition of grain modifiers, both sodiumbased and strontium based, promotes a change in the eutectic silicon morphology, making it have a less angular and more rounded appearance. The overage of sodium in the modification leads to a reduction in the alloy ductility. Strontium modified alloys present a mild reduction in the yield strength with a significant improvement in the tensile strength and elongation. These properties are strictly connected with the alloy modification rate. The addition of grain refiners, not only the Nucleant 100 but also the TiBAl improves the yield and ultimate strength and elongation, with or without the modifier addition. / Neste trabalho foram investigadas a microestrutura e as propriedades mecânicas da liga Al-Si hipoeutética (7%Si) fundida em molde de areia verde. Dentre as ligas de alumínio, cerca de 90% tem o silício como principal elemento de liga. O processo de fundição em areia verde é amplamente utilizado devido a ser um processo simples, versátil e de baixo custo. Contudo, para se obter um controle da microestrutura e das fases constituintes é necessário a utilização de refinadores de grão do alumínio α e modificadores do silício eutético β. O objetivo deste trabalho foi identificar os efeitos do refino de grão do alumínio e da modificação do silício eutético nas propriedades mecânicas da liga Al-7%Si. Foram feitas adições diversas dos refinadores Nucleant 100, à base de titânio e boro, e TiBAl (5/1) e dos modificadores à base de sais de sódio e a liga SrAl 10%. A liga sem adições de modificadores apresentou o silício eutético na forma de plaquetas. A adição dos modificadores de grão, tanto à base de sódio como estrôncio, acarretou uma mudança na morfologia do silício eutético, tornando-o com uma aparência menos angular e mais arredondada. O excesso de sódio na modificação conduz a uma diminuição da ductilidade da liga. As ligas modificadas com estrôncio apresentam uma leve diminuição no limite de escoamento e um aumento mais significativo do limite de resistência e do alongamento. Estas propriedades estão diretamente relacionadas com o grau de modificação da liga. A adição de refinadores de grão, tanto o Nucleant 100 como o TiBAl melhoram os limites de escoamento e de resistência e o alongamento da liga, com ou sem adição de modificador.

Na obtenção de aproximações numéricas para Equações Diferenciais Parciais Elípticas utilizando o Método dos Elementos Finitos (MEF) alguns problemas apresentam valores maiores para o erro somente em algumas determinadas regiões do domínio como, por exemplo, regiões onde existam singularidades na solução contínua do problema. Uma possível alternativa para reduzir o erro cometido nestas regiões é aumentar o número de elementos nos trechos onde o erro cometido foi considerado grande. A questão principal é como identificar essas regiões, dado que a solução do problema contínuo é desconhecida. Neste trabalho iremos apresentar a chamada estimativa residual, que fornece um estimador do erro cometido na aproximação utilizando apenas os valores conhecidos dos contornos e a aproximação obtida sobre uma dada partição de elementos. Vamos discutir a relação entre a estimativa residual e o erro cometido na aproximação, além de utilizar as estimativas na construção de um algoritmo adaptativo para as malhas em estudo. Utilizando o software FreeFem++ serão obtidas aproximações para a Equação de Poisson e para o sistema de equações associado à Elasticidade Linear e por meio do estimador residual será analisado o erro cometido nas aproximações e a necessidade do refinamento adaptativo das malhas. / In obtaining numerical approximations for solutions to Elliptic Partial Differential Equations using the Finite Element Method (FEM) one sees that some problems have higher values for the error only in certain domain regions such as, for example, regions where the solution of the continous problem is singular. A possible alternative to reduce the error in these regions is to increase the number of elements in the partions where the error was considered large. The main issue is how to identify these regions, since the solution of the continuous problem is unknown. In this work we present the so-called residual estimate, which provides an error estimation approach which uses only the known values on the contours and the obtained approximation on a given discretization. We will discuss the relationship between the residual estimate and the error, and how to use the estimate for adaptively refining the mesh. Solutions for the Poisson equation and the Linear elasticity system of equations, and the residual estimates for the analysis of mesh refinement will be computed using the FreeFem++ software.

Este trabalho apresenta um estudo sobre a solução numérica da equação geral de advecção-difusão usando uma metodologia numérica conservativa. Para a discretização espacial, é usado o Método de Volumes Finitos devido à natureza conservativa da equação em questão. O método é configurado de modo a ter suas variáveis centradas em centro de célula e, para as variáveis, como a velocidade, centradas nas faces um método de interpolação de segunda ordem é utilizado para um ajuste numérico ao centro. Embora a implementação computacional tenha sido feita de forma paramétrica de maneira a acomodar outros esquemas numéricos, a discretização temporal dá ênfase ao Método de Crank-Nicolson. Tal método numérico, sendo ele implícito, dá origem a um sistema linear de equações que, aqui, é resolvido empregando-se o Método Multigrid-Multinível. A corretude do código implementado é verificada a partir de testes por soluções manufaturadas, de modo a checar se a ordem de convergência prevista em teoria é alcançada pelos métodos numéricos. Um jato laminar é simulado, com o acoplamento entre a equação de Navier-Stokes e a equação geral de advecção-difusão, em um domínio computacional tridimensional. O jato é uma forma de vericar se o algoritmo de geração de malhas adaptativas funciona corretamente. O módulo produzido neste trabalho é baseado no código computacional AMR3D-P desenvolvido pelos grupos de pesquisa do IME-USP e o MFLab/FEMEC-UFU (Laboratório de Dinâmica de Fluidos da Universidade Federal de Uberlândia). A linguagem FORTRAN é utilizada para o desenvolvimento da metodologia numérica e as simulações foram executadas nos computadores do LabMAP(Laboratório da Matemática Aplicada do IME-USP) e do MFLab/FEMEC-UFU. / This work presents a study about the numerical solution of variable coecients advectiondi usion equation, or simply, general advection-diusion equation using a conservative numerical methodology. The Finite Volume Method is choosen as discretisation of the spatial domain because the conservative nature of the focused equation. This method is set up to have the scalar variable in a cell centered scheme and the vector quantities, such velocity, are face centered and they need a second order interpolation to get adjusted to the cell center. The computational code is parametric, in which, any implicit temporal discretisation can be choosen, but the emphasis relies on Crank-Nicolson method, a well-known second order method. The implicit nature of aforementioned method gives a linear system of equations which is solved here by the Multilevel-Multigrid method. The correctness of the computational code is checked by manufactured solution method used to inspect if the theoretical order of convergence is attained by the numerical methods. A laminar jet is simulated, coupling the Navier-Stokes equation and the general advection-diusion equation in a 3D computational domain. The jet is a good way to check the corectness of adaptative mesh renement algorithm. The module designed here is based in a previous implemented code AMR3D-P designed by IME-USP and MFLab/FEMEC-UFU (Fluid Dynamics Laboratory, Federal University of Uberlândia). The programming language used is FORTRAN and the simulations were run in LabMAP(Applied Mathematics Laboratoy at IME-USP) and MFLab/FEMEC-UFU computers.

L’importance des systèmes temps-réels embarqués dans les sociétés industrialisées modernes en font un terrain d’application privilégié pour les méthodes formelles. La prépondérance des contraintes temporelles dans les spécifications de ces systèmes motive la mise au point de solutions spécifiques. Cette thèse s’intéresse à une classe de systèmes temps-réels incluant ceux développés avec la chaîne d’outils OASIS, développée au CEA LIST. Nos travaux portent sur la notion de délai de bout-en-bout, que nous proposons de modéliser comme une contrainte temporelle concernant l’influence du flot d’informations des entrées sur celui des sorties. Afin de répondre à la complexité croissante des systèmes temps-réels, nous étudions l’applicabilité de cette notion nouvelle au développement incrémental par raffinement et par composition. Le raffinement est abordé sous l’angle de la conservation de propriétés garantes de la correction du système au cours du processus de développement. Nous délimitons les conditions nécessaires et suffisantes à la conservation du délai de bout-en-bout lors d’un tel processus. De même, nous donnons des conditions suffisantes pour permettre le calcul du délai de bout-en-bout de manière compositionnelle. Combinés, ces résultats permettent d’établir un formalisme permettant la preuve du délai de bout-en-bout lors d’une démarche de développement incrémentale. / Real-time embedded systems are at the core of modern industrialized societies. They are a privileged target for the application of formal methods. The importance of real-time constraints in the specification of these systems requires the design of ad-hoc solutions. This work considers a class of real-time systems including those developed using OASIS, a tool-chain targeting hard real-time embedded systems developed at CEA LIST. We study the notion of end-to-end delay, which we propose to model as a constraint bearing directly on the influence of the input information flow over the output information flow . In order to cope with the growing complexity of real-time embedded systems, we study the possibility to apply this new notion of delay to the incremental development of such systems, by using both stepwise refinement and composition operators. We define the necessary and sufficient conditions to the preservation of the end-to-end delay by stepwise refinement. Similarly, we give sufficient conditions to compute the end-to-end delay in a compositional fashion. Together, these results permit to establish a formalism allowing to prove end-to-end delay properties in stepwise development methodologies.