Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-04-12T19:28:24Z No. of bitstreams: 1 TESE-EDGAR CHIPANA HUAMANI.pdf: 1180753 bytes, checksum: b0382f031c59e9759d6f1e0a1f31ef80 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-04-12T19:28:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TESE-EDGAR CHIPANA HUAMANI.pdf: 1180753 bytes, checksum: b0382f031c59e9759d6f1e0a1f31ef80 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-12T19:28:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TESE-EDGAR CHIPANA HUAMANI.pdf: 1180753 bytes, checksum: b0382f031c59e9759d6f1e0a1f31ef80 (MD5) Previous issue date: 2016-09-12 / In this work, we study the asymptotic behavior of the solutions of initial boundary value problems of one-dimensional models of mixture of thermoelastic materials, defined by coupled systems: parabolic-hyperbolic and hyperbolic-hyperbolic; we use the classical hypothesis by Fourier and Maxwell-Cattaneo theory of heat conduction, respectively. We show that both models are well posed and we establish necessary and sufficient conditions to guarantee the exponential stability of their solutions. The analytical study of the properties is performed using the Theory of Semigroups. Finally, through numerical methods, we confirm these properties to the corresponding discrete model. We develop numerical modeling and we obtain graphs showing the behavior of the solution of hyperbolic-parabolic system. / Neste trabalho estudamos o comportamento assintótico das soluções de problemas de valor inicial e de contorno de modelos unidimensionais de mistura de materiais termoelásticos, definidos por sistemas acoplados: hiperbólico-parabólico e hiperbólico-hiperbólico; os quais utilizam a hipótese Clássica de Fourier e a Teoria de Maxwell-Cattaneo na condução do calor, respectivamente. Mostraremos que ambos modelos são bem colocados e estabelecemos condições necessárias e suficientes que garantem a estabilidade exponencial das suas soluções. O estudo analítico das propriedades é realizado utilizando a Teoria de Semigrupos. Finalmente, através dos métodos numéricos confirmamos estas propriedades para o correspondente modelo discreto. Fazemos a modelagem numérica e obtemos gráficos que mostram o comportamento da solução do sistema hiperbólico-parabólico.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-05-02T18:47:49Z No. of bitstreams: 1 Tese_Machado.pdf: 522761 bytes, checksum: 871b43ac7f8d7aae60a30b8371cf5898 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-05-02T18:47:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_Machado.pdf: 522761 bytes, checksum: 871b43ac7f8d7aae60a30b8371cf5898 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-02T18:48:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Machado.pdf: 522761 bytes, checksum: 871b43ac7f8d7aae60a30b8371cf5898 (MD5) Previous issue date: 2017-02-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) / In structural optimization, the obtained results must be robust in relation to uncertainties, whether they arise from the probabilistic nature of the variables or those inherent to the resistance of the materials, for example. Traditionally, uncertainties in structural design were taken into account by using safety factors. Nevertheless, it is well known that the safety factor approach can be limited in a wide variety of cases or yields to conservative designs. For this reason, several authors proposed different approaches to address optimization problems subject to uncertainties, such as robust topology optimization and reliability-based topology optimization. In this work, we present an alternative approach for robust topology optimization considering a point-wise worst case scenario. We also study reliability-based structural topology optimization problem under stress constraints. In addition, in order to apply an approach for uncertainty based optimization into a non-linear problem, we investigate the deterministic structural topology optimization problem subject to unilateral contact condition. / Em otimização estrutural os resultados obtidos devem ser robustos em relação a incertezas, sejam elas oriundas da natureza probabilística das variáveis de trabalho ou àquelas inerentes à resistência dos materiais, por exemplo. Classicamente, levar em conta incertezas em um projeto de estruturas significa utilizar um fator de segurança. No entanto, tal abordagem pode ser bastante restritiva em uma grande variedade de casos ou ainda conduzir a resultados muito conservadores. Este fato tem levado ao desenvolvimento de diferentes metodologias de otimização estrutural tais como otimização robusta e otimização baseada em confiabilidade. Neste trabalho objetiva-se apresentar uma abordagem alternativa para o problema de otimização robusta de estruturas levando em consideração otimização no pior cenário, além de estudar o problema de otimização topológica estrutural baseada em confiabilidade com restrição em tensão. Além disso, a fim de aplicar técnicas de otimização considerando incertezas num problema não linear é estudado o problema determinístico de otimização topológica de estruturas sujeitas a condição de contato unilatera

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-05-04T14:31:04Z No. of bitstreams: 1 CinthiaLopesTeseVersaoFinal.pdf: 1204191 bytes, checksum: b3284e9c8c1229fa89ebac50ffc465ba (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-05-04T14:31:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CinthiaLopesTeseVersaoFinal.pdf: 1204191 bytes, checksum: b3284e9c8c1229fa89ebac50ffc465ba (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T14:31:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CinthiaLopesTeseVersaoFinal.pdf: 1204191 bytes, checksum: b3284e9c8c1229fa89ebac50ffc465ba (MD5) Previous issue date: 2017-01-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) / The topological derivative was rigorously defined by Sokolowski and Zochowski in 1999. Since then it has been shown as an important tool for solving different kind of problems such as: topology optimization, inverse problems, image processing, multiscale constitutive modeling, fracture mechanics sensitivity analysis, damage evolution modeling and contact problems sensitivity analysis. The topological derivative is obtained from the asymptotic analysis of classic solutions to boundary value problems in singularly perturbed domain, together with asymptotic analysis of shape functionals with respect to the parameter that governs the size of the topological perturbation. In this work, the topological derivative concept is applied in the context of compliant mechanisms design with stress constraints and topology optimization of structures subject to contact condition and given friction. Compliant mechanisms are mechanical devices composed by one single peace that transforms simple inputs into complex movements by amplifying and changing their direction. Hence they are easy to manufacture at a very small scale such microtools has been applied in different contexts including microsurgery, cell manipulation and nanotechnology processing. In this work, a new approach based on the topological derivative concept to deal with the design of compliant mechanisms is proposed. This approach consists in introducing a von Mises stress constraint to the problem which naturally avoids hinges and provides mechanisms that satisfy resistance and functionality criteria. Contact problems are naturally nonlinear and their main difficult comes out from the fact that the effective contact area is not known a priori. Since the problem is non-linear, the domain decomposition technique together with the Steklov-Poincaré pseudo-differential boundary operator are used for asymptotic analysis purposes with respect to the small parameter associated with the size of the topological perturbation. As a fundamental result, the expansion of the strain energy coincides with the expansion of the Steklov-Poincar\' operator on the boundary of the truncated domain, leading to the associated topological derivative. Finally, the obtained result is applied in a case study that consists in the topology optimization of an eyebar belonging to an eyebar-chain of the Hercílio Luz Bridge in Florianópolis - SC, Brazil. / A derivada topológica foi rigorosamente definida por Sokolowski e Zochowski em 1999 e, desde então, tem se mostrado uma importante ferramenta para o tratamento de diferentes problemas, dentre os quais destacam-se: otimização topológica, problemas inversos, processamento de imagens, modelagem constitutiva multiescala, análise de sensibilidade à fratura mecânica, modelagem de evolução de dano e análise de sensibilidade para problemas de contato. A derivada topológica é obtida a partir da análise assintótica de soluções clássicas para problemas de valores de contorno em domínios singularmente perturbados, combinada com a análise assintótica de funcionais de forma com relação ao parâmetro que governa o tamanho da perturbação. Neste trabalho, o conceito de derivada topológica é aplicado no contexto de síntese de mecanismos flexíveis com restrição em tensão e otimização topológica de estruturas sujeitas a condição de contato unilateral e atrito dado. Mecanismos flexíveis são estruturas mecânicas compostas por apenas uma peça (estruturas monolíticas) capazes de transformar uma dada força de entrada em um movimento de saída, de acordo com a resposta desejada. Devido à facilidade de produção em escalas milimétricas ou até micrométricas, este tipo de estrutura tem sido utilizada em diferentes aplicações, tais como microcirurgia, manipulação de células, circuitos microeletrônicos. No presente trabalho, uma nova abordagem baseada no conceito de derivada topológica é proposta para tratar o problema de otimização topológica de mecanismos flexíveis. Esta abordagem consiste em introduzir uma restrição na tensão de von Mises ao problema, o que elimina o surgimento de juntas flexíveis, conduzindo a mecanismos que atendem simultaneamente aos critérios de resistência e funcionalidade. Problemas que envolvem condição de contato são naturalmente não lineares e sua principal dificuldade está em não se conhecer, a priori, a área de efetivo contato. Por conta de sua natureza não linear, a técnica de decomposição de domínio em conjunto com o operador pseudo-diferencial Steklov-Poincaré são utilizados para fins de análise assintótica com respeito ao parâmetro que governa o tamanho da perturbação topológica. Como resultado fundamental, a expansão da energia de deformação coincide com a expansão do operador Steklov-Poincaré sobre a fronteira do domínio fictício, o que conduz à derivada topológica associada. Finalmente, este resultado é aplicado em um estudo de caso que consiste na otimização topológica de um olhal pertencente a uma cadeia de olhais da Ponte Hercílio Luz, localizada em Florianópolis - SC.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-05-04T15:50:15Z No. of bitstreams: 1 Andrey thesis.pdf: 2906483 bytes, checksum: ac671d92ac073e5725aa0f7a45b24dcf (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-05-04T15:50:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Andrey thesis.pdf: 2906483 bytes, checksum: ac671d92ac073e5725aa0f7a45b24dcf (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T15:50:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrey thesis.pdf: 2906483 bytes, checksum: ac671d92ac073e5725aa0f7a45b24dcf (MD5) Previous issue date: 2016-11-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) / The electrical impedance tomography (EIT) problem consists in determining the distribution of the electrical conductivity of a medium subject to a set of current fluxes, from measurements of the corresponding electrical potentials on its boundary. EIT is probably the most studied inverse problem since the fundamental works by Calderón from the eighties. It has many relevant applications in medicine (detection of tumors), geophysics (localization of mineral deposits) and engineering (detection of corrosion in structures). In this work, we are interested in reconstructing a number of anomalies with different electrical conductivity from the background from total as well as partial boundary measurements. Since the EIT problem is written as an over-determined boundary value problem, the idea is to rewrite it as an optimization problem. In particular, a functional measuring the misfit between the boundary measurements and the electrical potentials obtained from the model is minimized with respect to a set of ball-shaped anomalies by using the concept of topological derivatives. The resulting topology optimization algorithm is non-iterative and therefore very robust with respect to noisy data. Finally, in order to show the effectiveness of the devised reconstruction algorithm, some numerical experiments into two spatial dimensions are presented, taking into account total and partial noisy boundary measurements. / O problema de tomografia por impedância elétrica (EIT) consiste em determinar a distribuição da condutividade elétrica de um meio sujeito à um conjunto de fluxos, a partir de medidas dos correspondentes potenciais elétricos sobre sua fronteira. EIT é provavelmente o problema inverso mais estudado desde o trabalho fundamental de Calderón dos anos oitenta. EIT possui muitas aplicações relevantes em medicina (detecção de tumores), geofísica (localização de depósitos minerais) e engenharia (detecção de corrosões em estruturas). Neste trabalho, estamos interessados na reconstrução de um número de anomalias com condutividades elétricas diferentes do meio a partir de medidas totais ou parciais feitas sobre a fronteira do corpo. Uma vez que o problema de EIT é escrito como um problema de valor de contorno sobre-determinado, a ideia é reescrevê-lo como um problema de otimização. Em particular, um funcional de forma que mede a diferença entre as medidas na fronteira e potenciais elétricos obtidos a partir de um modelo é minimizado com respeito a um conjunto de anomalias circulares usando o conceito de derivada topológica. O algoritmo de otimização resultante é não iterativo e muito robusto com respeito à ruído. Finalmente, a fim de mostrar a eficácia do algoritmo de reconstrução proposto, alguns experimentos numéricos em duas dimensões espaciais são apresentados, levando em conta medidas de fronteira totais e parciais corrompidas com ruído.

Submitted by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-08-14T19:30:04Z No. of bitstreams: 1 MTS-thesis.pdf: 2646966 bytes, checksum: fc278af06348a899491121677d2bb5b5 (MD5) / Approved for entry into archive by Maria Cristina (library@lncc.br) on 2017-08-14T19:30:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 MTS-thesis.pdf: 2646966 bytes, checksum: fc278af06348a899491121677d2bb5b5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-14T19:30:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MTS-thesis.pdf: 2646966 bytes, checksum: fc278af06348a899491121677d2bb5b5 (MD5) Previous issue date: 2017-04-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) / Neuroscience aims to understand the mechanisms that regulate the nervous system, to fight existing maladier associated with brain functions, to extend the knowledge in human cognitive development, among others. In the present work we study the communication between neurons of a region of the brain with the purpose to construct a mathematical and computationally feasible model that accurately describes how the information is transmitted between neuronal cells. We approached the behavior of neurons through the FiztHugh-Nagumo equations, constructing a discrete model consistent with the continuous model through the strategy of increasing the number of neurons within the considered neural network. Consequently we obtain numerical results characterized by models of differential equations that describe a distribution of an action potential through non-linear equations of the reaction-diffusion-convection type and a convergence study of the discrete model. / A neurociência tem como objetivo entender os mecanismos que regulam o sistema nervoso, para combater os males existentes associados a funções cerebrais, ampliar o conhecimento no desenvolvimento cognitivo humano, etc. No presente trabalho estudamos a comunicação entre neurônios de uma mesma região do cérebro com o propósito na construção de um modelo matemático que descreva de forma acurada e exequível computacionalmente como as informações são transmitidas entre as células neuronais. Abordamos o comportamento dos neurônios através das equações de FiztHugh-Nagumo, construindo um modelo discreto consistente com o modelo contínuo através da estratégia de aumentar cada vez mais a quantidade de neurônios dentro da rede neural considerada. Consequentemente obtemos resultados numéricos caracterizados por modelos de equações diferenciais parciais que descrevem a distribuição de um potencial de ação através de equações não lineares do tipo reação-difusão-convecção e um estudo de convergência do modelo discreto.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / We will study a new universal gradient continuity estimate for solutions to quasi-linear equations with varying coefficients at singular set of degeneracy: S(u) := {X : Du(X) = 0}. Ourmain theorem reveals that along S(u), u is asymptotic as regular as solutions to constant coefficient equations. In particular, along the critical set S(u),u enjoys a modulus of continuity much superior than the possibly low, continuity feature of the coefficients. The results are new even in the context of linear elliptic equations, where it is herein shown that H^1- weak solutions to div (a(X,Du))= 0 with aij elliptic and dinicontinuous are actually C ^{1,1^{-}} along S(u). The results and insights of this work foster a new understanding os smoothness properties of solutions to degenerate or singular equations, beyond typical elliptic regularity estimates, precisely where the diffusion attributes of the equation collapse. / Neste trabalho estudaremos uma nova estimativa universal para a continuidade do gradiente de soluÃÃes para equaÃÃes quase lineares com coeficientes variÃveis em conjuntos singulares degenerados que serÃo denotados por S(u) := {X : Du(X) = 0} . O resultado principal deste trabalho revela que ao longo de S(u), u à assintoticamente tÃo regular quanto as soluÃÃes das equaÃÃes com coeficientes constantes. Em particular, ao longo do conjunto S(u), Du tem um mÃdulo de continuidade superior a baixa caracterÃstica de continuidade de seus coeficientes. Os resultados sÃo novos e mesmo no contexto de equaÃÃes diferenciais lineares onde se mostra que soluÃÃes H^1- fracas da equaÃÃo div(a(X, Du)) = 0 com os aij elÃpicos e Dini-ContÃnuos sÃo realmente C ^{1,1^{-}} ao longo de S(u). Os resultados e as perspectivas deste trabalho promovem um novo entendimento sobre as propriedades suavidade de soluÃÃes para equaÃÃes singulares, ou degeneradas, alÃm de estimativas tÃpicas sobre regularidade elÃpticas, precisamente onde temos os atributos de difusÃo do equaÃÃo do colapso.

[pt] Esse trabalho tem como objetivo ser uma introdução ao estudo da existência e unicidade de soluções fracas para equações diferenciais parciais elípticas. Começamos definindo o espaço de Sobolev para, a partir da definição, provarmos algumas propriedades básicas que nos ajudarão no estudo das equações diferenciais parciais elípticas. Finalizamos com o desenvolvimento do Teorema de Lax-Milgram e de Stampacchia que permitirão o uso de técnicas de Análise Funcional para estudarmos alguns exemplos de equações elípticas. / [en] This dissertation aims to be an introduction to the study of the existence and uniqueness of weak solutions for elliptic partial differential equations. We begin by defining the Sobolev spaces and proving some basics properties that will assist in the study of the elliptical equations. Lastly, we develop the Theorems of Lax-Milgram and Stampacchia that allow the use of Functional Analysis for the studying of some examples of elliptic equations.

Neste trabalho estabelecemos a existência de gráficos compactos de curvatura média constante H com bordo em planos paralelos, com hipóteses relacionando a geometria das curvas do bordo, a distância entre os planos, e H. / In this work we establish the existence of compact graphs with constant mean curvature H with boundary in parallel planes, with hypothesis that relates the geometry o f the boundary curves, the distance between the planes and H.

O objetivo central deste trabalho consiste em demonstrar a existência de gráficos mínimos C2,x com fronteira assintótica prescrita na variedade produto M R, onde M e completa, simplesmente conexa, com curvatura seccional KM satisfazendo KM ≤ -k2 < 0 e tal que, para algum p Є M, o subgrupo de isotropia de Iso(M) em p age de modo 2-pontos homogêneo nas esferas geodésicas centradas em p. / The main purpose of this work consists on proving the existence of minimal C2,x graphics with prescribed asymptotic boundary in the product manifold M R, where M is a complete, simply connected manifold with sectional curvature KM satisfying KM ≤ -k2 < 0 and such that, for some p 2 M, the isotropy subgroup of Iso(M) in p acts in a 2-points homogeneous way in the geodesic spheres centered in p.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:27:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TesePLDS.pdf: 395639 bytes, checksum: bd6d61694dd17367bc7e04364045c2dc (MD5) Previous issue date: 2004-12-10 / Financiadora de Estudos e Projetos / Devido a restrições dos caracteres especias, verifcar resumo em texto completo para download.