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Evolução de estruturas via função de distribuição de partículas

Calister, Ricardo January 2015 (has links)
Orientador: Prof. Dr. Maximiliano Ujevic Tonino / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Física, 2015. / Neste trabalho, estudamos uma série de estruturas bidimensionais como discos finos e varios tipos de anéis finos, que possam representar objetos astrofísicos, usando a func¸ão de distribuição de partículas. Como primeiro passo, resolvemos a equação de Fokker-Planck estacionária, ajustando os parâmetros de modo que a função de distribuição satisfação, simultaneamente, a equação de Fokker-Planck e a equação de Poisson para um determinado potencial gravitacional conhecido dos modelos. A seguir fazemos uma análise da evolução temporal da função de distribuição de partículas, de alguns destes sistemas, após as estruturas sofrerem uma perturbação em seu campo gravitacional. As soluções e evoluções da equação de Fokker-Planck são encontradas usando diretamente m'etodos numéricos, primeiramente fazemos uma discretização da equação de Fokker-Planck usando o método das diferenc¸as finitas, e resolvendo o sistema de equações lineares resultante através de métodos que possam reduzir o tempo de processamento computacional e que resultem em soluções robustas quanto a convergência do sistema de equaçõess lineares, como o método GMRES (método do resíduo mínimo generalizado) e LCD (método das direções conjugadas a esquerda), que tornam viávell o estudo das evoluções temporais de estruturas bidimensionais que estamos interessados. / In this work we study, using the particle distribution function, several thin structures like thin disks and thin rings that may represent astropysical objects. As a first step, we solve the stationary Fokker-Planck equation adjusting the parameters of the system so that the particles distribution function satisfies simultaneously the Fokker-Planck and Poisson equations for a determined gravitational potential model. Then, we make an analysis of the temporal evolution of the particle distribution function for some of these systems under a perturbation on the gravitational field. The solutions and evolutions of the Fokker-Planck equation are found using direct numerical methods, first we use a finite difference scheme discretization method for a Fokker-Planck equation, and then we solve the resulting linear system through robust numerical methods that reduce the computational processing time, as the GMRES method (generalized minimum residual method) and the LCD method (left conjugated direction method).

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