The integrability of an m-component system of hydrodynamic type, Ut = v(u)ux, by the generalized hodograph method requires the diagonalizability of the m x m matrix v(u). The diagonalizability is known to be equivalent to the vanishing of the corresponding Haantjes tensor. This idea is applied to hydrodynamic chains - infinite-component systems of hydrodynamic type for which the 00 x 00 matrix v(u) is 'sufficiently sparse'. For such 'sparse' systems the Haantjes tensor is well-defined, and the calculation of its components involves only a finite number of summations. The calculation of the Haantjes tensor is done by using Mathematica to perform symbolic calculations. Certain conservative and Hamiltonian hydrodynamic chains are classified by setting Haantjes tensor equal to zero and solving the resulting system of equations. It is shown that the vanishing of the Haantjes tensor is a necessary condition for a hydrodynamic chain to possess an infinity of semi-Hamiltonian hydrodynamic reductions, thus providing an easy-to-verify necessary condition for the integrability of such sysyems. In the cases of the Hamiltonian hydrodynamic chains we were able to first construct one extra conservation law and later a generating function for conservation laws, thus establishing the integrability.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Dans cette thèse nous étudierons plusieurs problèmes de la théorie du contrôle portant sur des modèles non-linéaires issus de la mécanique des fluides. Dans le chapitre un, nous étudions l'équation de Camassa-Holm sur un intervalle compact de R. Après avoir introduit de bonnes conditions aux bords et une notion de solution faible, nous montrons un théorème d'existence et un théorème d'unicité fort-faible pour le problème mixte. Dans une seconde partie nous fournissons une loi de retour pour les données aux bords qui nous permet de stabiliser asymptotiquement l'état stationnaire naturel de l'équation.\par Dans le chapitre deux, nous étudions le problème de la contrôlabilité exacte d'une loi de conservation scalaire à flux convexe, posée sur un intervalle compact et dans le cadre des solutions entropiques. On fournit des conditions suffisantes sur des fonctions de BV pour qu'elles soient atteignables en temps arbitraire depuis n'importe quelle donnée initiale. On contrôle l'équation via les données aux bords et aussi grâce à un terme source agissant uniformément en espace.\par Enfin le chapitre trois est consacré au problème de la stabilisation asymptotique des états stationnaires constants d'une loi de conservation scalaire à flux convexe, posée sur un intervalle compact et dans le cadre des solutions entropiques. On contrôle à nouveau l'équation via les données aux bords et un terme source agissant uniformément en espace. Nous fournissons deux lois de retour stationnaires (suivant que l'état à stabiliser est de vitesse critique ou non) qui nous permettent de montrer la stabilisation asymptotique globale.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-10-13T15:01:24Z No. of bitstreams: 1 ricardofranciscofreitasfilho.pdf: 2148631 bytes, checksum: dccc96c75a61dbde7e3cbff1c7d84896 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-10-22T12:56:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ricardofranciscofreitasfilho.pdf: 2148631 bytes, checksum: dccc96c75a61dbde7e3cbff1c7d84896 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-22T12:56:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ricardofranciscofreitasfilho.pdf: 2148631 bytes, checksum: dccc96c75a61dbde7e3cbff1c7d84896 (MD5) Previous issue date: 2008-02-28 / O sistema lacustre da Zona Oeste do município do Rio de Janeiro, que compreende como Unidades de Conservação os Parques Naturais Municipais Chico Mendes (PNMCM) e Marapendi (PNMM), apresenta ocorrência do jacaré-de-papo-amarelo, Caiman latirostris. As áreas estudadas são um dos últimos refúgios onde ainda encontram-se populações remanescentes de C. latirostris. Foram realizados dez dias de capturas no período de um ano, de junho 2006 a maio de 2007. O jacaré-de-papo-amarelo apresenta grande variação na dieta relacionada a heterogeneidade ambiental em que pode ser encontrado. Os Parques estudados, apresentam ambientes distintos e interligados pelo Canal das Tachas. A dieta dos jacarés nas lagoas e no Canal das Tachas foi dividida em relação ao tamanho das classes de jacarés. Foi observado que os jacarés da lagoinha das Tachas no PNMCM, apresentam uma dieta mais pobre, composta predominantemente de hexápodas associados a ambientes poluídos, diferente dos jacarés encontrados na lagoa Marapendi que apresentam uma dieta mais diversa entre vertebrados e invertebrados, com predominância de peixes e crustáceos. Muitos dos animais estudados que residem no Canal das Tachas, são alimentados por moradores locais. C. latirostris não apresentou preferência por determinados tipos de presas, se alimentando de toda e qualquer presa disponível no ambiente, e nem especialidade de captura por qualquer tipo de presa. Este resultado sugere que, os itens-presa encontrados no conteúdo estomacal do jacaré-de-papo-amarelo podem ser o reflexo da diversidade de presas disponíveis no ambiente, o que indica uma grande capacidade adaptativa do animal a ambientes diversos. Devido a sua longevidade, jacarés e crocodilos estão sujeitos às modificações ambientais naturais e exposição às alterações antrópicas no ambiente. O mercúrio é considerado um elemento traço comum em ambientes lacustres, alagados e reservatórios, sendo de fácil acumulação no organismo e pode se disponibilizar na cadeia trófica devido a fatores ambientais. As taxas de mercúrio encontradas no sangue da espécie foram relativamente altas devido ao favorecimento da metilação mercurial por plantas aquáticas. A acumulação de mercúrio no músculo de C. latirostris se deve ao histórico alimentar e/ou contato prévio destes com presas previamente contaminadas, tendo sido maior na lagoinha das Tachas. Considerado um predador topo-de-cadeia, assim como os demais crocodilianos, e uma espécie-chave para os ambientes onde se inserem, pode ser utilizado como bioindicador de qualidade ambiental. / The freshwater system located at west area of Rio de Janeiro’s municipality is composed by two municipal natural parks: Parque Natural Municipal Chico Mendes (PNMCM) e Parque Natural Municipal Marapendi (PNMM), which are the occurrence areas of Caiman latirostris, a crocodilian species, inside municipal protection areas. These areas represent the last environments where Caiman latirostris populations still living at. Ten captures were made over a year, since June 2006 until May 2007. This species, Caiman latirostris, presents nonspecific diet, including several invertebrates and vertebrates, related to the great variability of environments where it can be found. Chico Mendes and Marapendi Natural Parks, located at Rio de Janeiro’s city, are distinct but interconnected. It was observed that alligators from Tachas’channel at Chico Mendes’ Park presented a poorer diet, composed by hexapods associated to polluted environments, than alligators from Marapendi’s pond, that include vertebrates and invertebrates organisms, mainly fishes and crustaceans, on their alimentation. The alligator’s diet at the two ponds and at Tachas’ channel was separated by length intervals. Most part of the studied animals from Tachas’ channel is fed by people that live nearby. In this study, C. latirostris didn’t show preferences on one specific prey, feeding on any possible prey available in the environment and neither any specificity on captures methods for any kind of prey. This result suggest that the prey items found in stomachal contents of C. latirostris could be a reflex of the prey’s diversity in the environment, which indicate a great adaptation capacity of this species. Due to its longevity, alligators and crocodiles are submitted to natural and anthropic environmental modifications. The species Caiman latirostris, as other crocodilians species, is considered as a top predator and key species in the environments where they live, being used as bioindicators of environmental quality. Mercury is a global pollutant and it is naturally present in aquatic ecosystems as lakes, rivers, wetlands and reservoirs. It may be available to biota and transferred throughout the trophic levels in the food chain. In this study were also evaluated mercury concentrations on blood and muscles of Caiman latirostris. Mercury concentrations in blood showed no differences among areas and among length intervals. Mercury accumulation on muscles of C. latirostris was different between areas, but no difference was found among length intervals. These differences found in those areas, may reflect distinct actual and past environmental conditions.

Dans ce mémoire nous avons étudié numériquement plusieurs systèmes d'écoulements confinés. Nous avons étudié l'influence des hétérogénéités d'un milieu poreux sur l'étalement d'un front de mélange pour des fluides miscibles visqueux. Il s'est révélé que la loi de mélange était diffusive pour un rapport de viscosité neutre et stabilisant et convective pour une rapport déstabilisant. Dans la seconde partie de ce mémoire, nous avons étudié le comportement d'un déplacement de deux fluides miscibles dans une cellule de Hele-Shaw lorque la loi de viscosité est non-monotone. Nous avons traité ce problème à l'aide d'un système d'équations présentant un changement de nature: elliptique -- hyperbolique. Dans la troisième partie de ce mémoire, nous avons étudié numériquement et experimentalement la sélection et la stabilité du même système lorsque la loi de viscosité est monotone.

Les résultats présentés dans cette thèse portent sur l'approximation adaptative de deux problèmes de transport non-linéaire : le système de Vlasov-Poisson et les lois de conservation scalaires. Pour le premier, et dans une approche semi-lagrangienne, on a proposé un schéma adaptatif original à base d'éléments finis hiérarchiques où l'évolution des maillages est réalisée par une étape de prédiction très simple suivie d'une étape de correction plus classique. En introduisant la notion de courbure totale pour étendre la semi-norme W2,1(R2) aux fonctions affines par morceaux, on a alors établi une estimation d'erreur a priori prouvant la convergence de ce schéma en distance L∞, et donné des éléments de preuve concernant sa complexité optimale. Les lois de conservations scalaire ne pouvant être approchées en distance L∞, on a considéré leur analyse en distance uniforme de Hausdorff, moins répandue bien que plus géométrique. Après avoir montré que les solutions de ces équations étaient stables vis-à-vis de cette distance, on a établi un résultat d'approximation adaptative d'ordre élevé.

Escoamentos multifásicos em meios porosos são modelados por um sistema de equações diferenciais parciais e o estudo da aproximação das soluções dessas equações desempenha papel crucial na simulação e previsão de problemas de grande interesse prático e impacto econômico e social, tais como a recuperação secundária de petróleo, o armazenamento geológico de CO2 e o transporte de poluentes em aquíferos. O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um simulador numérico tridimensional para avaliar com precisão o transporte de dois fluidos imiscíveis em um meio poroso heterogêneo e que utiliza computação paralela multithread para computadores multiprocessados de memória compartilhada. O sistema de equações diferenciais parciais é decomposto em um subsistema elíptico para a determinação do campo de velocidades dos fluidos e uma equação hiperbólica não-linear para o transporte das fases fluidas. Para esta última, foi utilizado um método numérico de volumes finitos, não-oscilatório de alta ordem baseado em esquemas centrais e que admite uma formulação semi-discreta com coeficientes variáveis no espaço. Experimentos numéricos em modelos tridimensionais foram realizados considerando problemas de escoamentos lineares e não lineares postos em configurações típicas de simulação de reservatórios de petróleo. Os resultados mostraram-se satisfatórios por apresentarem conservação da massa, boa captura das ondas de choque e pequena difusão numérica, independente do passo de tempo. / Multiphase flows in porous media are modeled by a system of partial differential equations and the study of the numerical approximation to the solutions of these plays a crucial role in the simulation and prediction of problems that are of great practical interest and of economic and social impact, such as secondary oil recovery, geological storage of CO2 and transport of pollutants in aquifers. The goal of this work is the development of a three-dimensional numerical simulator that precisely evaluates the transport of two immiscible fluids in a heterogeneous porous media using multithread parallel programming to shared memory multiprocessors computers. The system of partial differential equations is decomposed into a elliptic subsystem used to determine the velocity field and into a hyperbolic equation (nonlinear) to determine the transport of the fluid phases. The approximation to the solution of the latter one is calculated using a high order non-oscillatory finite-differences numerical method based on central schemes that allows a semi-discrete formulation which an extension that enables to work with variable space coefficients. Numerical experiments on three-dimensional models were performed considering linear and nonlinear flow problems in typical settings of oil reservoirs simulations. The results were satisfactory since they presented mass conservation, precise capture of shock waves and small numeric diffusion, regardless of the time step.

Orientador: Guilherme de Castilho Queiroz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-15T18:54:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SilvaJunior_HerculanoXavierda_D.pdf: 13150653 bytes, checksum: ff48b993229274a8479c789d62c02244 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O objetivo desta Tese é criar uma metodologia de identificação, classificação e seleção dos refrigeradores de 1 porta de acordo com critérios ambientais e socioeconômicos a serem propostos e estabelecidos num Programa de Rotulagem Ambiental Brasileiro, para avaliar o atual patamar evolutivo do Setor, as possibilidades de melhoria da qualidade ambiental e os ganhos, tanto ambientais quanto socioeconômicos e energéticos, com a substituição do parque de refrigeradores residenciais. A metodologia foi dividida em duas partes principais: a 1ª Parte é responsável pela metodologia de identificação, classificação e seleção dos refrigeradores para concessão do Rótulo Ambiental Brasileiro. Tal metodologia foi desenvolvida seguindo os conceitos de Ciclo de Vida do Produto, análise de risco e princípio de Pareto. A 2ª Parte - "Ganhos Globais", é focada no desenvolvimento da metodologia de análise técnico-econômica que fornece os resultados das possíveis economias alcançadas com a simulação da substituição do parque de refrigeradores antigos do País. Os resultados alcançados com a simulação da metodologia desenvolvida apresentam importantes dados para subsidiar o desenvolvimento de um Programa de Rotulagem Ambiental Brasileiro para refrigeradores residenciais. Uma conclusão importante é a necessidade de se olhar com mais cuidado para os gases contidos nos refrigeradores antigos e/ou usados nos novos cujo potencial de aquecimento global apresenta-se consideravelmente alto. Diante disto, este estudo de Tese pode ser utilizado como auxílio aos planejadores e/ou tomadores de decisão no tocante à realização de planejamentos estratégicos tanto para o governo (no auxílio à formação de políticas públicas), quanto para o setor industrial, para auxiliar em linhas de pesquisas de desenvolvimento de produtos (refrigeradores) com menor impacto ambiental, em benefício da sociedade / Abstract: The objective of this thesis is to create a methodology to identify, rank and select one-door refrigerators in accordance to environmental and socioeconomic criteria set by a Brazilian Ecolabelling Programme, to identify the current status of the Sector, the possibilities of improvements in environmental quality and the gains, either environmental, economic or in terms of energy savings, by replacing the household refrigerators stock. The methodology was divided in two main parts: the first part presents the methodology for the identification, ranking and selection of the refrigerators to concede the Brazilian Ecolabel. This methodology was developed based on the concepts of Product Life Cycle, risk analysis and Pareto principle; the second part ("Global Gains") is focused on the development of the technical-economic analysis methodology that will provide the results of the potential savings with the simulation of the replacing of the country' stock of old refrigerators. The results achieved by the simulation of the methodology developed in this study provide important data to subsidize the development of the Brazilian Ecolabelling Programme for household refrigerators. An important conclusion is the need to take a closer look at the gases contained in old refrigerators and/or in new refrigerators, which present considerably high Global Warming Potential. Thus, this Thesis can contribute to assist planners and decision makers in developing strategic plans either by the government (development of public policies) or by the industrial sector to assist the definition of the Products Research and Development activities (refrigerators) with smaller environmental impact, to benefit society / Doutorado / Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 thesis.pdf: 4735629 bytes, checksum: efd1eaf8c6c6b15b99b84eb0d25bd102 (MD5) Previous issue date: 2012-09-06 / Coordenacao de Aperfeicoamento de Pessoal de Nivel Superior / Multiphase flows in porous media are modeled by a system of partial differential equations and the study of the numerical approximation to the solutions of these plays a crucial role in the simulation and prediction of problems that are of great practical interest and of economic and social impact, such as secondary oil recovery, geological storage of CO2 and transport of pollutants in aquifers. The goal of this work is the development of a three-dimensional numerical simulator that precisely evaluates the transport of two immiscible fluids in a heterogeneous porous media using multithread parallel programming to shared memory multiprocessors computers. The system of partial differential equations is decomposed into a elliptic subsystem used to determine the velocity field and into a hyperbolic equation (nonlinear) to determine the transport of the fluid phases. The approximation to the solution of the latter one is calculated using a high order non-oscillatory finite-differences numerical method based on central schemes that allows a semi-discrete formulation which an extension that enables to work with variable space coefficients. Numerical experiments on three-dimensional models were performed considering linear and nonlinear flow problems in typical settings of oil reservoirs simulations. The results were satisfactory since they presented mass conservation, precise capture of shock waves and small numeric diffusion, regardless of the time step. / Escoamentos multifásicos em meios porosos são modelados por um sistema de equações diferenciais parciais e o estudo da aproximação das soluções dessas equações desempenha papel crucial na simulação e previsão de problemas de grande interesse prático e impacto econômico e social, tais como a recuperação secundária de petróleo, o armazenamento geológico de CO2 e o transporte de poluentes em aquíferos. O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um simulador numérico tridimensional para avaliar com precisão o transporte de dois fluidos imiscíveis em um meio poroso heterogêneo e que utiliza computação paralela multithread para computadores multiprocessados de memória compartilhada. O sistema de equações diferenciais parciais é decomposto em um subsistema elíptico para a determinação do campo de velocidades dos fluidos e uma equação hiperbólica não-linear para o transporte das fases fluidas. Para esta última, foi utilizado um método numérico de volumes finitos, não-oscilatório de alta ordem baseado em esquemas centrais e que admite uma formulação semi-discreta com coeficientes variáveis no espaço. Experimentos numéricos em modelos tridimensionais foram realizados considerando problemas de escoamentos lineares e não lineares postos em configurações típicas de simulação de reservatórios de petróleo. Os resultados mostraram-se satisfatórios por apresentarem conservação da massa, boa captura das ondas de choque e pequena difusão numérica, independente do passo de tempo.