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On lattice Boltzmann method for solving fluid-structure interaction problemsValdez, Andrés Ricardo 18 September 2017 (has links)
Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-01-11T14:54:52Z
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Previous issue date: 2017-09-18 / Neste trabalho são apresentados aspectos de modelagem computacional para o estudo de Interação Fluido-Estrutura (FSI). Numericamente, o Método de Lattice Boltzmann (LBM) é usado para resolver a mecânica dos fluidos, em particular as equações de Navier-Stokes incompressíveis. Neste contexto, são abordados problemas de escoamentos complexos, caracterizado pela presença de obstáculos. A imposição das restrições na interface fluido-sólido é feita utilizando princípios variacionais, empregando o Princípio de Balanço de Potências Virtuais (PVPB) para obter as equações de Euler-Lagrange. Esta metodologia permite determinar as dependências entre carregamentos cinematicamente compatíveis e o estado mecânico adotado. Neste sentido, as condições de interface fluido-sólido são abordadas pelo Método de Fronteira Imersa (IBM) visando técnicas computacionais de baixo custo. A metodologia IBM trata o equilíbrio das equações na interface fluido-sólido através da interpolação entre os nós Lagrangianos (sólidos) e os nós Eulerianos (fluidos). Neste contexto, uma modificação desta estratégia que fornece soluções mais precisas é estudada. Para mostrar as capacidades do acoplamento LBM-IBM são apresentados vários experimentos computacionais que demonstram grande fidelidade entre as soluções obtidas e as soluções disponíveis na literatura. / This work presents computational modeling aspects for studying Fluid-Structure Interaction (FSI). The Lattice Boltzmann Method (LBM) is employed to solve the fluid mechanics considering the incompressible Navier-Stokes equations. The flows studied are complex due to the presence of arbitrary shaped obstacles. The obstacles alters the bulk flow adding complexity to the analysis. In this work the Euler-Lagrange equations are obtained employing the Principle of Virtual Power Balance (PVPB). Consequently, the functional dependencies between the mechanical state and every kinematic compatible loadings are established employing variational arguments. This modeling technique allows to study the fluid-solid boundary constraint. In this context the fluid-solid interface is handled employing the Immersed Boundary Method (IBM). The IBM deals with the fluid-solid interface equilibrium equations performing an interpolation of forces between Lagrangian nodes (solid domain) and Eulerian Lattice grid (fluid domain). In this work a different version of this methodology is studied that allows to obtain more accurate solutions. To show the capabilities of the implemented LBM-IBM solver several experiments are done showing the agreement with the benchmarks results available in literature.
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Problemas elípticos semilineares com não linearidades do tipo côncavo-convexo / Semilinear elliptic problems with concave-convex nonlinearitiesSousa, Karla Carolina Vicente de 01 March 2017 (has links)
Submitted by JÚLIO HEBER SILVA (julioheber@yahoo.com.br) on 2017-03-03T18:04:36Z
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Previous issue date: 2017-03-01 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / In this work we study the existence of positive solutions for the following semilinear
elliptic problem with concave-convex nonlinearities
−∆u = λa(x)u
q +b(x)u
p
, x ∈ Ω
u = 0, x ∈ ∂Ω
where Ω is a bounded domain in R
N with smooth boundary and 0 < q < 1 < p < 2
∗−1
(where 2∗−1 = +∞, if N = 1 or N = 2 and 2∗−1 = N+2
N−2
, where N ≥ 3). Furthermore,
λ > 0 is a parameter and a,b : Ω → R are continuous functions which are somewhere
positives, however, such functions may change sign in Ω. / Neste trabalho estudaremos a existência de soluções positivas para o seguinte
problema elíptico semilinear com não linearidades do tipo côncavo-conexo
−∆u = λa(x)u
q +b(x)u
p
, x ∈ Ω
u = 0, x ∈ ∂Ω
onde Ω é uma domínio limitado de R
N , com bordo regular e 0 < q < 1 < p < 2
∗ −1
(onde 2∗ −1 = +∞, se N = 1 ou N = 2 e 2∗ −1 = N+2
N−2
, quando N ≥ 3). Além disso,
λ > 0 é um parâmetro e a,b : Ω → R são funções contínuas que assumem valores
positivos, porém, tais funções podem mudar de sinal em Ω.
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Existência e multiplicidade de soluções de problemas elípticos com termo semilinear côncavo-convexoGuimarães , Angelo 01 March 2017 (has links)
Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-03-06T14:33:05Z
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Previous issue date: 2017-03-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work we study existence and multiplicity of weak solutions for the eliptic problem with semilinear concave convex term, in a limited domain of a N-dimensional euclidean space. If we take f=0 and σ=1 we have a problem homogeneous with critical Sobolev exponent in which we use the Mountain Pass Theorem to find existence of a solution when p<q<p* , and when 1<q<p we use the genus of Krasnoselskii finding infinitely many solutions. If f is not null and σ=0 we have a non homogeneous problem that we prove to have infinitely many solutions, using a method developed by P. Rabinowitz. / Neste trabalho estudaremos existência e multiplicidade de soluções fracas do problema elíptico com termo semilinear côncavo-convexo, em um domínio limitado de um espaço euclidiano de dimensão N. Ao tomarmos f=0 e σ=1 temos um problema homogêneo com expoente crítico de Sobolev em que utilizamos o Teorema do Passo da Montanha para encontrar existência de uma solução quando p<q<p*. Utilizamos o gênero de Krasnoselskii para encontrar infinitas soluções quando 1<q<p. Quando f não é nula e σ=0 temos um problema do tipo não homogêneo que provamos possuir infinitas soluções utilizando um método desenvolvido por P. Rabinowitz.
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Soluções para problemas elípticos envolvendo o expoente crítico de SobolevAlmeida, Samuel Oliveira de 05 April 2013 (has links)
Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-05-11T15:47:00Z
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samueloliveiradealmeida.pdf: 770018 bytes, checksum: 7270cb9d1478f3f95d8316be0a0c13aa (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-06-27T18:35:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2013-04-05 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho estudamos a existência de soluções para problemas elípticos
envolvendo o expoente crítico de Sobolev.
Primeiramente, investigamos a existência de soluções para um problema
superlinear do tipo Ambrosetti-Prodi com ressonância em 1, onde 1 é o primeiro
autovalor de (−Δ,1
0 (Ω)).
Além disso, estudamos resultados de multiplicidade para uma classe de equações
elípticas críticas relacionadas com o problema de Brézis-Nirenberg, com condição
de contorno de Neumann sobre a bola. / In this work we study the existence of solutions for elliptic problems involving
critical Sobolev exponent.
Firstly we investigate the existence of solutions for an Ambrosetti-Prodi
type superlinear problem with resonance at 1 , where 1 is the first eigenvalue of
(−Δ,1
0 (Ω)).
Besides, we study multiplicity results for a class of critical elliptic equations
related to the Brézis-Nirenberg problem with Neumann boundary condition on a
ball.
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Multiplicidade de soluções para uma classe de problemas elípticos de quarta ordem com condição de contorno de Navier / Multiplicity of solutions for a class of fourth-order elliptic problems under Navier conditionsCavalcante, Thiago Rodrigues 27 February 2018 (has links)
Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2018-03-23T22:13:05Z
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Tese - Thiago Rodrigues Cavalcante - 2018.pdf: 2200622 bytes, checksum: 39118adda6b7ceff14825da442b5be57 (MD5)
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Tese - Thiago Rodrigues Cavalcante - 2018.pdf: 2200622 bytes, checksum: 39118adda6b7ceff14825da442b5be57 (MD5)
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Previous issue date: 2018-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In the first two chapters, we consider the following problem
\begin{equation*}
\left \{
\begin{array}{rcll}
\alpha \Delta^{2} u + \beta \Delta u & = & f(x,u)\, & \mbox{in}\,\, \Omega \\
u = \Delta u & = & 0 \, &\mbox{on } \,\,\, \partial \Omega,
\end{array}
\right.
\end{equation*}
where $\displaystyle{\Delta^{2} u = \Delta(\Delta u)-\,\mbox{biharmonic (fourth-order
operator)}}$,
$\alpha > 0$ and $ \beta \in \R.$ The subset $\displaystyle{ \Omega \subset \mathbb{R}^{N}\,
(N \geq 4)}$ is as somooth bounded domain and $\displaystyle{ f \in C(\overline{\Omega}
\times \mathbb{R},\mathbb{R}) }.$ In each of the results obtained, we will consider different
technical hypotheses and characteristics for the nonlinear function $f$ e for the value of the
constant $ \beta. $
In the third chapter, we study an equation of the concave type super linear, of the form:
\begin{equation}
\left \{
\begin{array}{rcll}
\alpha \Delta^{2} u + \beta \Delta u & = & a(x)|u|^{s-2}u + f(x,u)\, & \mbox{in}\,\, \Omega \\
u = \Delta u & = & 0 \, &\mbox{on} \,\,\, \partial \Omega,
\end{array}
\right.
\end{equation}
where $\beta \in (-\infty, \alpha \lambda_{1}).$ We consider that the function $a \in L^{\infty}
(\Omega)$ and $s \in (1,2).$
Finally, in the last chapter we will consider a fourth order problem in which nonlinearity is also of
the convex concave type. More precisely, we study the following class of equations:
\begin{equation}
\left\{ \begin{aligned}
\alpha \Delta^{2} u + \beta \Delta u & = \mu a(x)|u|^{q-2}u + b(x)|u|^{p-2}u&\,\,\,\,\
&\mbox{in}\,\, \Omega \\
u = \Delta u & = 0 & \,\,\,\,&\mbox{on} \,\, \partial \Omega,
\end{aligned}
\right.
\end{equation}
where the parameter $ \mu > 0 $, the powers $ 1 <q <2 <p <2 N / (N - 4) $. In addition we assume
that the functions $ \displaystyle {a, b: \Omega \rightarrow \mathbb {R}}$ are continuous that can
change signal and, $ a ^{+}, b ^{+} \neq 0. $ / Nos dois primeiros Capítulos, consideramos a seguinte classe de problemas:
\begin{equation*}
\left \{
\begin{array}{rcll}
\alpha \Delta^{2} u + \beta \Delta u & = & f(x,u)\, & \mbox{em}\,\, \Omega \\
u = \Delta u & = & 0 \, &\mbox{sobre } \,\,\, \partial \Omega,
\end{array}
\right.
\end{equation*}
onde $\displaystyle{\Delta^{2} u = \Delta(\Delta u)-\,\mbox{biharmônico},}$
$\alpha > 0$ e $ \beta \in \R.$ O subconjunto $\displaystyle{ \Omega \subset
\mathbb{R}^{N}\,(N \geq 4)}$ será um domínio limitado e a não linearidade $\displaystyle{
f \in C(\overline{\Omega} \times \mathbb{R},\mathbb{R}) }.$ Em cada um dos resultados
obtidos, consideraremos hipóteses técnicas e características diferentes para a função não
linear $f$ e para o valor da constante $\beta.$
No terceiro Capítulo, estudamos uma equação do tipo côncavo super linear, da forma:
\begin{equation*}
\left \{
\begin{array}{rcll}
\alpha \Delta^{2} u + \beta \Delta u & = & a(x)|u|^{s-2}u + f(x,u)\, & \mbox{em}\,\,
\Omega \\
u = \Delta u & = & 0 \, &\mbox{sobre } \,\,\, \partial \Omega,
\end{array}
\right.
\end{equation*}
onde $\alpha > 0$ e $\beta \in (-\infty, \alpha \lambda_{1})$. Consideramos que a função
$a \in L^{\infty}(\Omega)$ e que $s \in (1,2).$
Por fim, no último Capítulo vamos considerar um problema de quarta ordem no qual a não
linearidade é do tipo côncavo-convexa. Mais precisamente, estudamos a seguinte classe de
equações:
\begin{equation*}
\left\{ \begin{aligned}
\alpha \Delta^{2} u + \beta \Delta u & = \mu a(x)|u|^{q-2}u + b(x)|u|^{p-2}u&\,\,\,\,\
&\mbox{em}\,\, \Omega \\
u = \Delta u & = 0 & \,\,\,\,&\mbox{sobre} \,\, \partial \Omega,
\end{aligned}
\right.
\end{equation*}
onde o parâmetro $\mu > 0$ e as potências $ 1 < q < 2 < p < 2 N /(N - 4)$. Adicionalmente
supomos que as funções $\displaystyle{a, b : \Omega \rightarrow \mathbb{R} }$ sejam
contínuas podendo trocar de sinal em $\Omega$ e que $a^{+},b^{+} \neq 0.$
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