Introduzimos uma familia de trajetorias aleatorias coalescentes com certo tipo de comportamento radial a qual chamaremos de Teia Poissoniana radial discreta. Mostramos que o limite fraco na escala difusiva desta familia e uma familia de trajetorias aleatorias coalescentes que chamaremos de Teia Browniana radial. Por m, caraterizamos o objeto limite como um mapeamento continuo da Teia Browniana restrita num subconjunto de R2. / We introduce a family of coalescing random paths with certain kind of radial behavior. We call them the discrete radial Poisson Web. We show that under diusive scaling this family converges in distribution to a family of coalescing random paths which we call radial Brownian Web. Finally, we characterize the limiting object as a continuous mapping of the Brownian Web restricted to a subset of R2.

Introduzimos uma familia de trajetorias aleatorias coalescentes com certo tipo de comportamento radial a qual chamaremos de Teia Poissoniana radial discreta. Mostramos que o limite fraco na escala difusiva desta familia e uma familia de trajetorias aleatorias coalescentes que chamaremos de Teia Browniana radial. Por m, caraterizamos o objeto limite como um mapeamento continuo da Teia Browniana restrita num subconjunto de R2. / We introduce a family of coalescing random paths with certain kind of radial behavior. We call them the discrete radial Poisson Web. We show that under diusive scaling this family converges in distribution to a family of coalescing random paths which we call radial Brownian Web. Finally, we characterize the limiting object as a continuous mapping of the Brownian Web restricted to a subset of R2.

[pt] Deposição de parafinas é um dos mais críticos problemas operacionais no transporte de óleo cru, nos dutos que operam em ambientes frios. Portanto, uma predição acurada da deposição de parafinas é crucial para o projeto eficiente de linhas submarinas. Infelizmente, a deposição de parafinas é um processo complexo e os mecanismos de deposição ainda não são bem compreendidos. Visando identificar a importância relativa dos diferentes mecanismos de deposição, dois deles foram investigados: Difusão Molecular e Browniana. Para determinar a quantidade de depósito, as equações de conservação de massa, quantidade de movimento linear, energia, concentração da mistura e concentração da parafina fora da solução foram resolvidas numericamente pelo método de volumes finitos. Um sistema de coordenadas móveis não ortogonais que se adapta a interface do depósito da parafina foi empregado. Apesar da obtenção de uma concordância razoável do perfil de depósito, obtido com os mecanismos selecionados no regime laminar, com resultados disponíveis na literatura, uma discrepância significativa foi observada durante o transiente. O emprego do mecanismo de difusão browniana levou a uma pequena melhora na predição da solução nas regiões sub- resfriadas. A influência do regime turbulento como o mecanismo de difusão molecular também foi investigado, empregando o modelo de turbulência para baixo Reynolds K- (Taxa de dissipação viscosa da energia cinética turbulenta).Os resultados obtidos apresentaram coerência física, com uma taxa menor de aumento do depósito com o tempo, pois a região próxima à interface com temperatura abaixo da temperatura de aparecimento de cristais é menor no regime turbulento. / [en] Wax deposition is one of the major critical operational problems in crude oil pipelines operating in cold environments. Therefore, accurate prediction of the wax deposition is crucial for the efficient design of subsea lines. Unfortunately, wax deposition is a complex process for which the mechanisms are still not fully understood. Aiming at the identification of the relative importance of the different deposition mechanisms, two of them were investigated: Molecular and Brownian Diffusion. To determine the amount of deposit, the conservation equations of mass, momentum, energy, concentration of the mixture and wax concentration outside the solution were numerically solved with the finite volume method. A non-orthogonal moving coordinate system that adapts to the wax interface deposit geometry was employed. Although for the laminar regime, the deposition profile predicted with the selected deposition mechanisms presented a reasonable agreement with available literature results for the steady state regime, a significant discrepancy was observed during the transient. The employment of the Brownian diffusion mechanism led to only a small improvement in the transient solution prediction in sub-cooled regions. The influence of the turbulent regime with the Molecular diffusion mechanism was also investigated by employing the Low Reynolds ê−turbulence model. The results obtained were physically coherent, presenting a smaller deposit thickness, since the region with temperature below the wax appearance temperature is smaller in the turbulent regime.

En la Tesis se desarrollan diferentes aspectos de la simulación computacional de polímeros en disolución. Uno de los capítulos de la tesis trata sobre las diferencias existentes entre los valores del coeficiente de difusión traslacional calculados mediante diferentes algoritmos. Otro capítulo establece una comparación entre cuatro algoritmos diferentes para el cálculo de trayectorias mediante dinámica browniana. Finalmente, en los dos últimos capítulos de la Tesis se detalla la aplicación de un procedimiento de simulación multiescala desarrollado por nuestro grupo de investigación al caso de polímeros hiperramificados y al de copolímeros anfifílicos termosensibles, y la comparación de los resultados obtenidos en cada caso a resultados obtenidos en laboratorio por otros investigadores / In this Thesis, different aspects of the computational simulation of polymers in solution are developed. One of the chapters is about the differences observed among the values of the translational diffusion coefficient calculated by means of different algorithms. Another chapter establishes a comparison between four different browniand dynamics algorithms for the calculation of trajectories. Finally, in the two last chapters of the Thesis verse about the application of a multiscale simulation procedure developed by our group to the cases of hyperbranched polymers and thermoresponsive amphiphilic copolymers, and comparing the results to the experimental data obtained by other researchers.

Submitted by Sandra Maria Neri Santiago (sandra.neri@ufpe.br) on 2016-04-15T18:46:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1379 bytes, checksum: ea56f4fcc6f0edcf0e7437b1ff2d434c (MD5) Dissertação_Tiago Aécio Grangeiro de Souza Barbosa Lima.pdf: 2215610 bytes, checksum: 8993869b89fc394d9e8171a017cfee6e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-15T18:46:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1379 bytes, checksum: ea56f4fcc6f0edcf0e7437b1ff2d434c (MD5) Dissertação_Tiago Aécio Grangeiro de Souza Barbosa Lima.pdf: 2215610 bytes, checksum: 8993869b89fc394d9e8171a017cfee6e (MD5) Previous issue date: 2010-07-23 / Neste trabalho investigamos o problema do caminhante aleatório unidimensional como modelo para encontrar que distribuição de probabilidades é a melhor estratégia a ser utilizada na busca por sítios-alvos aleatoriamente distribuídos, cuja localização é desconhecida, na situação em que o buscador tem informação limitada sobre sua vizinhança. Embora tal problema tenha surgido na década de 1960, uma nova motivação surgiu nos anos 1990 quando dados empíricos mostraram que várias espécies de animais, sob condições gerais (especialmente escassez de comida), não usam estratégias brownianas de busca, mas sim distribuições de Lévy. A principal diferença entre elas é que as distribuições de Lévy decaem muito mais lentamente com a distância (com cauda do tipo lei de potência no limite de longos passos), não obedecendo, portanto, ao Teorema do Limite Central, e apresentam propriedades interessantes, como fractalidade, superdifusão e autoafinidade. Estes experimentos, juntamente com conceitos evolucionistas, levantaram a suspeita de que tal escolha pode ter sido adotada por ser mais vantajosa para o buscador, uma idéia conhecida como Lévy Flight Foraging Hypothesis. Em nosso estudo, definimos a eficiência da busca e obtemos a sua expressão analítica para o modelo. Utilizamos métodos computacionais para comparar as eficiências associadas às distribuições de Lévy e duas outras dentre as mais citadas na literatura, a gama e a "stretched exponential", concluindo que a de Lévy representa a melhor estratégia. Finalmente, empregamos métodos variacionais de extremização e obtemos a equação de Euler do problema. / In this work we study the one-dimensional random walk problem as a model to find which probability distribution function (pdf) is the best strategy when looking for randomly istributed target sites whose locations are not known, when the searcher has only limited information about its vicinity. Although research on this problem dates back to the 1960’s, a new motivation arose in the 1990’s when empirical data showed that many animal species, under broad conditions (especially scarcity of food), do not use Brownian strategies when looking for food, but Lévy distributions instead. The main difference between them is that the Lévy distribution decay much slower with distance (with a power-law tail in the long-range limit), thereby not obeying the Central Limit Theorem, and present interesting properties, like fractality, superdiffusivityand self-affinity. These experiments, coupled with evolutionary concepts, lead to suspicions that this choice might have been adopted because it is more advantageous for the searcher, an idea now termed as the Lévy Flight Foraging Hypothesis. To study the problem, we define a search efficiency function and obtain its analytical expression for our model. We use computational methods to compare the efficiencies associated with the Lévy and two of the most cited pdfs in the literature, the stretched exponential and Gamma distributions, showing that Lévy is the best search strategy. Finally, we employ variational extremization methods to obtain the problem’s Euler equation.