Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, Programa de Pós-Graduação em Física, 2015. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2015-11-09T16:38:20Z No. of bitstreams: 1 2015_AnaVirgíniaPassosAbreu.pdf: 1772941 bytes, checksum: 94e8d3c8657fef625d2b30c5173f3758 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2015-11-11T11:16:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_AnaVirgíniaPassosAbreu.pdf: 1772941 bytes, checksum: 94e8d3c8657fef625d2b30c5173f3758 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-11T11:16:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_AnaVirgíniaPassosAbreu.pdf: 1772941 bytes, checksum: 94e8d3c8657fef625d2b30c5173f3758 (MD5) / O presente trabalho consistiu na elaboração de um modelo de aceleradores de partículas super potentes que são capazes de atingir campos elétricos da ordem 1 GeV/m, ou seja, capazes de ultrapassar o limite de disrupção existentes nos aceleradores de partículas atuais, com isso será possível acelerar partículas utilizando curtas distâncias, além de distâncias quilométricas. Para a realização deste trabalho, utilizamos o código computacional PIC (Particle-in-cell) que consiste num modelo de partículas em células, onde cada “macro partícula” representa as milhares de partículas existentes no sistema. Para desenvolver o trabalho fizemos modificações no código e utilizamos um plasma de lítio no qual um feixe de elétrons é inserido, criando uma onda de choque e acelerando as partículas. Obtemos um modelo semelhante ao utilizado no Staford Linear Accelerator Center, no qual inserimos feixes de elétrons com uma energia de 30 GeV, analisamos a eficiência do acelerador a plasma, a importância no desenvolvimento na ciência e as instabilidades geradas abordando o amortecimento de Landau e as instabilidades de Farley-Buneman. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work consisted of developing a model of super powerful particle accelerators that are able to achieve electric fields of order 1 GeV / m, ie, able to overcome the existing disruption limit on current particle accelerators, with this will be possible particle acceleration using short distances, and the kilometric distances. To carry out this study, we used the computer code PIC (Particle-in-cell) consisting of a particle model into cells, where each "macro particle" is the thousands of particles in the system. To develop the work done modifications code and use a plasma lithium on which an electron beam is inserted, creating a shock wave and accelerating the particles. We obtain a similar model to that employed in Staford Linear Accelerator Center, in which insert electron beams with an energy of 30 GeV, we analyzed the accelerator efficiency of the plasma, the importance in the development of science and instabilities generated by addressing the damping Landau and instabilities Farley-Buneman.

Neste trabalho, desenvolve-se um método “multigrid” para a aproximação angular da solução da equação de transporte de partículas em uma placa plana, baseado na formulação LTSN com dependência contínua na variável angular. Para tanto, aplica-se a formulação LTSN sobre o conjunto de equações SN para determinar o fluxo angular de partículas nas N direções discretas referentes a uma malha grossa (N pequeno) e em seguida, usando os fluxos conhecidos, aplica-se a formulação LTSN com dependência angular contínua, para avaliar o fluxo angular nas M direções discretas referentes a uma malha fina (M grande). São apresentadas simulações numéricas que ilustram a capacidade desse método, denotado por MGLTSMN , no que diz respeito à redução do esforço computacional na aproximação da solução para problemas que requerem elevadas ordens de quadratura e alto grau de anisotropia.

This paper presents the results of the estimations made in the process arising from the solution of classical Langevin equation with Brownian motion noise, and generalized, with α-stable noise. We perform the estimation of the parameter λ related to the memory function of such processes and the parameter α when the noise is a process with α-stable distribution. The estimation of λ is obtained from the maximum likelihood method, the ordinary least squares method and from the sample autocovariance function of the process. We discuss the types of noise that may be associated to the Langevin equation and present the Existence and Uniqueness theorem of Kannan and Kannan representation formula, which prove the existence and uniqueness of the solution for the generalized Langevin equation and presents criteria for the form of such solution.

Neste trabalho estudamos soluções de viscosidade estacionárias da Equação de Hamilton-Jacobi, suas propriedades, e indicamos sua conexão com o problema de Mather estacionário. Para tal, estabelecemos alguns conceitos como a acho estacionaria, funções estacionarias, Lagrangianos e Hamiltonianos estacionários, etc. No final deste trabalho utilizamos o Principio da Programação Dinâmica para provar a existência de solução de viscosidade estacionaria da Equação de Hamilton-Jacobi com desconto. / In this work we study stationary viscosity solutions of the Hamilton-Jacobi Equation, its properties, and we indicate its conexion with the Mather problem in the stationary setting. In order to do this, we establish some concepts like the stationary action, stationary functions, stationary Lagrangians and Hamiltonians, etc. In the ending of this work we use the Dynamic Programming Principle to establish the existence of stationary viscosity solution of the discounted Hamilton-Jacobi Equation.

Neste trabalho, foi construída uma forma integral para a solução das equações de transporte em uma, duas e três dimensões, considerando o núcleo de espalhamento de Klein-Nishina, espalhamento isotrópico e o núcleo de espalhamento de Rutherford, respectivamente, seguindo a mesma idéia proposta em trabalhos recentes, nos quais foi construída uma solução para a equação de transporte de nêutrons em geometria cartesiana, usando derivada fracionária. A metodologia consiste em igualar a derivada fracionária do fluxo angular à equação integral, determinar a ordem da derivada fracionária comparando o núcleo da equação integral com o da definição de Riemann-Liouville. Essa formulação foi aplicada ao cálculo de dose absorvida. São apresentadas soluções geradas a partir do emprego do método da derivada fracionária e comparadas a resultados disponíveis na literatura.

Este trabalho apresenta novas soluções exatas para a equação de Helmholtz bidimensional transiente, as quais são obtidas através de Split, simetrias de Lie e transformações de Bäcklund. O objetivo do trabalho proposto é obter um procedimento sistemático que permita gerar soluções que descrevam escoamentos tridimensionais, usando grupos de Lie já disponíveis na literatura especializada para o sistema contendo as equações de Navier-Stokes tridimensionais e a equação da continuidade para escoamentos incompressíveis em geometria cartesiana. A principal dificuldade em obter soluções tridimensionais usando grupos de Lie reside na necessidade de se conhecer previamente ao menos uma solução bidimensional transiente que satisfaça as condições de não-deslizamento e não-penetração na interface sólida, bem como a prescrição de escoamento potencial distante do corpo submerso. As soluções para as equações de Navier-Stokes bidimensionais são obtidas resolvendo a equação de Helmholtz para a função corrente. Algumas das soluções foram empregadas para simular escoamentos viscosos em torno de cilindros, reproduzindo características qualitativas do escoamento transversal, e gerando resultados com razoável concordância em relação aos dados experimentais. / This work presents new exact solutions to the unsteady two-dimensional Helmholtz equation, which were obtained by split, Lie Symmetries and Bäcklund transformations. The aim of the proposed work is to obtain a systematic procedure that allows to generate exact solutions which describe three-dimensional flows, using a Lie symmetry group yet available in specialized literature for the system containing the three-dimensional Navier-Stokes equations and the continuity equation for incompressible flows in cartesian geometry. The major difficult in obtaining the three-dimensional solutions using the Lie group relies on the need of knowing beforehand at least one two-dimensional unsteady solution which satisfies the no slip and no penetration conditions at the solid interface, as well as the prescriptions of potential flows far from the immersed body. The two-dimensional solutions for the Navier-Stokes equations are obtained by solving the Helmholtz equation for the stream function . Some of the solutio ns were employed to simulate viscous flows around cylinders, reproducing qualitative features of the crossflow, and generating results which are in reasonable agreement with experimental data.

Neste trabalho, foi construída uma forma integral para a solução das equações de transporte em uma, duas e três dimensões, considerando o núcleo de espalhamento de Klein-Nishina, espalhamento isotrópico e o núcleo de espalhamento de Rutherford, respectivamente, seguindo a mesma idéia proposta em trabalhos recentes, nos quais foi construída uma solução para a equação de transporte de nêutrons em geometria cartesiana, usando derivada fracionária. A metodologia consiste em igualar a derivada fracionária do fluxo angular à equação integral, determinar a ordem da derivada fracionária comparando o núcleo da equação integral com o da definição de Riemann-Liouville. Essa formulação foi aplicada ao cálculo de dose absorvida. São apresentadas soluções geradas a partir do emprego do método da derivada fracionária e comparadas a resultados disponíveis na literatura.

O objetivo deste trabalho é estudar o uso de métodos iterativos para a obtenção da solução da equação de Poisson com condições de contorno de Dirichlet e de Neumann para o caso uni e bidimensional em um retângulo (0, 1) × (0, 1). Ao discretizar a equação de Poisson com o método de diferenças finitas obtém-se um sistema linear que pode ser resolvido através de um método iterativo. Para o problema de Neumann obtemos condições para que o problema tenha solução baseado na integral do termo fonte. Fez-se um breve estudo referente aos métodos iterativos de Jacobi, Gauss-Seidel e SOR aplicados ao sistema obtido analisando o espectro da matriz de iteração dos respectivos métodos. A partir do maior autovalor em módulo po- demos estudar a convergência dos métodos (quando os autovalores estão no disco unitário) e a taxa de convergência com a qual cada método convergirá. Foi desenvolvido um código em linguagem Fortran e MATLAB para tes- tar os resultados teóricos aplicados à solução do problema de Poisson num quadrado. Estudou-se também o método SOR e a obtenção do parâmetro ω ótimo. Ainda neste trabalho destacamos também a aplicação dos resultados na solução do problema da cavidade. Utilizando o método PRIME, a partir da equação de Navier-Stokes podemos obter uma equação de Poisson para a pressão. Dos problemas estudados montou-se os sistemas lineares, a partir destes pode-se verificar a existência de uma única ou infinitas soluções. E a partir da matriz de iteração de cada método iterativo pode-se determinar os autovalores e assim concluir quanto a convergência de cada método. / The aim of this work is to study the convergence of iterative methods for the solution of the Poisson equation with Dirichlet and Neumann boundary conditions in an interval (0, 1) and, in the bi-dimensional case, in a rectangle (0, 1) × (0, 1). The idea is to discretize the problem using the finite difference method and obtain a linear system that can be solved by an iterative method, such as Jacobi, Gauss-Seidel, and SOR. We present eigenvalue formulas for the matrix of the linear system and for the matrices of the iterative methods. Such eigenvalues can be used to decide upon the convergence and rate of convergence of those methods. For the iterative method to be convergent, the spectral radius of the iteration matrix should be less than one. We also obtain similar convergence cri- teria for semiconvergent and conditionally convergent methods that appear in the Neumann problem, where some eigenvalues have modulus equal to one. We compare the Jacobi, Gauss-Seidel and SOR methods to obtain and optimal rate of convergence for the best choice of a paramenter ω in the last one. In the end, we present an application of the results on the solution of a Poisson equation that appears in the solution of a Navier Stokes problem.

This paper presents the results of the estimations made in the process arising from the solution of classical Langevin equation with Brownian motion noise, and generalized, with α-stable noise. We perform the estimation of the parameter λ related to the memory function of such processes and the parameter α when the noise is a process with α-stable distribution. The estimation of λ is obtained from the maximum likelihood method, the ordinary least squares method and from the sample autocovariance function of the process. We discuss the types of noise that may be associated to the Langevin equation and present the Existence and Uniqueness theorem of Kannan and Kannan representation formula, which prove the existence and uniqueness of the solution for the generalized Langevin equation and presents criteria for the form of such solution.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Matemática Pura e Aplicada, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2017-07-04T04:03:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 346431.pdf: 896580 bytes, checksum: 5023916d703389d7e5754f1cf33a2bb1 (MD5) Previous issue date: 2017 / Neste trabalho estudamos a teoria de atratores pullback para processos de evolução tempo-dependentes, onde os espaços de fase variam com o tempo. Como aplicação dos resultados abstratos, encontramos o atrator pullback para a equação da onda com velocidade de propagação dependente do tempo. Além disso, buscamos também compreender o comportamento assintótico deste atrator para tempos finais tendendo ao infinito.<br> / Abstract : In this work we study the theory of pullback attractors for time-dependent evolution processes, in which the phase spaces vary with time. As an application of the abstract results, we find the pullback attractor for the wave equation with time-dependent speed of propagation. Furthermore, we seek to understand the asymptotic behavior of this attractor for final times tending to infinity.