BRAGA, José Ederson Melo. Problemas variacionais de fronteira livre com duas fases e resultados do tipo Phragmén-Lindelof regidos por equações elípticas não lineares singulares/degeneradas. 2015. 126 f. Tese (Doutorado em Matemática) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Erivan Almeida (eneiro@bol.com.br) on 2015-11-27T16:20:15Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_jembraga.pdf: 26015791 bytes, checksum: 81b3be9d5afc13c4662dde0e0fc555da (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales(rocilda@ufc.br) on 2015-11-27T17:03:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_jembraga.pdf: 26015791 bytes, checksum: 81b3be9d5afc13c4662dde0e0fc555da (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-27T17:03:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_jembraga.pdf: 26015791 bytes, checksum: 81b3be9d5afc13c4662dde0e0fc555da (MD5) Previous issue date: 2015 / In this work of thesis we discuss recents results on the regularity and geometric properties of variational solutions of two phase free boundary problems governed by singular/degenerate nonlinear elliptic equations. We also discuss Phragmén-Lindelof type results for such equations classifying those solutions in half spaces. / Neste trabalho de tese discutimos resultados recentes sobre a regularidade e propriedades geométricas de soluções variacionais de problemas de fronteira livre de duas fases regidos por equações elípticas não lineares degeneradas/singulares. Discutimos também resultados do tipo Phragmém-Lindelof para tais equações classificando essas soluções em semi-espaços.

LEITÃO JÚNIOR, Raimundo Alves. Regularidade e estimativas geométricas para mínimos de funcionais descontínuos e singulares. 2012. 117 f. Tese (Doutorado em Matemática) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Programa de Pós-Graduação em Matemática, Fortaleza, 2012. / Submitted by Erivan Almeida (eneiro@bol.com.br) on 2014-02-06T12:47:23Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_raleitaojunior.pdf: 276409 bytes, checksum: b5d2e708da081368cd44556a09d5e7d9 (MD5) / Approved for entry into archive by Rocilda Sales(rocilda@ufc.br) on 2014-02-06T14:05:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_raleitaojunior.pdf: 276409 bytes, checksum: b5d2e708da081368cd44556a09d5e7d9 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-02-06T14:05:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_raleitaojunior.pdf: 276409 bytes, checksum: b5d2e708da081368cd44556a09d5e7d9 (MD5) Previous issue date: 2012 / This work consists of two parts. In the first part we study nonnegative minimizers of general degenerate elliptic functionals, ∫ F (X, u, ∇u)dX → min, for variational kernels F that are discontinuous in ụ with discontinuity of order ~ X{u>0}. The Euler-Lagrange equation is therefore governed by a non-homogeneous, degenerate elliptic equation with free boundary between the positive and the zero phases of the minimizer. We show optimal gradient estimate and nondegeneracy of minima. We also address weak and strong regularity properties of free boundary, ∂ red {u>0}, has H n-1- total measure. For more specific problems that arise in jet flows, we show the reduced free boundary is locally the graph of a C1,y function. In the second part of work we provide a rather complete description of the sharp regularity theory for a family of heterogeneous, two-phase variational free boundary problems, y→ min, ruled by nonlinear, degenerate elliptic operators. Included in such family are heterogeneous jets and cavities problems of Prandtl-Batchelor type, y = 0; singular degenerate elliptic equations and obstacle type systems, y = 1. Linear versions of these problems have been subjects of intense research for the past four decades or so. The nonlinear counterparts treated in this present work introduce substantial new difficulties since the most of the classical theories developed earlier, such that as monotonicity and almost monotonicity formulae, are no longer available. Nonetheless, the innovative solutions designed in this work provide new answers even in the classical context of linear, nondegenerate equations. / Este trabalho é constituído de duas partes. Na primeira parte estudamos mínimos não negativos de funcionais elípticos degenerados, ∫ F (X, u, ∇u)dX → min, para núcleos variacionais F que são descontínuos em u com descontinuidade de ordem ~ X{u>0}. A equação de Euler-Lagrange é governada por uma equação elíptica degenerada e não-homogênea, com fronteira livre entre as fases positiva e zero do mínimo. Mostraremos estimativa gradiente ótima e não-degenerescência do mínimo. Também trataremos de propriedades de regularidade fracas e fortes de fronteira livre. Provaremos que o conjunto {u>0} tem localmente perímetro finito e que a fronteira livre reduzida ∂ red {u>0} tem medida Hn-1-total. Para problemas mais específicos que aparecem em Jet flows, provaremos que a fronteira livre reduzida é localmente o gráfico de uma função C1,y. Na segunda parte do trabalho forneceremos uma descrição bastante completa da teoria de regularidade ótima para uma família de problemas de fronteira livre de duas fases, heterogêneos, y→ min, governados por operadores elípticos degenerados e não-lineares. Incluídos em tal família estão os problemas de Jet flows heterogêneos e os problemas de cavidades do tipo Prandtl-Batchelor, y = 0; equações elípticas degeneradas singulares e sistemas do tipo obstáculo y =1.Versões lineares destes problemas têm sido objeto de intensa pesquisa nas últimas quatro décadas ou mais. As contrapartidas não-lineares tratadas neste trabalho introduzem novas e consideráveis dificuldades, pois a maioria das teorias desenvolvidas anteriormente, tais como fórmulas de monotonicidade e de quase monotonicidade não estão disponíveis. Contudo, as soluções inovadoras desenvolvidas neste trabalho fornecem novas respostas mesmo no contexto clássico de equações lineares e não-degeneradas.

[pt] Este trabalho originou-se com um problema industrial, o de recobrimento de um cabo por uma camada de verniz. A questão era modelar o processo de recobrimento de modo que este pudesse ser controlado, evitando perdas e otimizando a produção. O problema é descrito e resolvido nesta tese. Além disso, é formulada uma teoria de interfaces, como as existentes em escoamentos com fronteiras livres ou móveis, onde a tensão superficial desempenha um papel dominante. A formulação da teoria é feita com base na Mecânica do Contínuo, e a interface é modelada como um corpo bidimensional que separa e interage com corpos tridimensionais, dos quais faz parte. A teoria desenvolvida é aplicada em vários problemas com superfície livre para demonstrar a versatilidade da mesma. Uma as contribuições a destacar é o desenvolvimento de um código para o cálculo de superfícies capilares de equilíbrio. / [en] This work was originated with an industrial problem, the process of coating of rods with a enamel. The task was described mathematically the process such as it can be controlled, in order to avoid losses and to optimating the production. In this work the problem is formulated and solved. Furthermore, a theory of interfaces is formulated, like that exist in free or moving boundary flows, when the surface tension is a dominating force. The formulation of the theory is made within the continuous media mechanics point of view, and the interface is modeled as a bidimensional body separating and interacting with tridimensional bodies. Of course, the interface is a part of the bodies. The theory is developed and applied to several free boundary problems in order to show its adaptability. One of the principal goals of this work is the development of an algorithm and the computational program for computing equilibrium capillary surfaces.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Este trabalho à constituÃdo de duas partes. Na primeira parte estudamos mÃnimos nÃo negativos de funcionais elÃpticos degenerados, ∫ F (X, u, ∇u)dX → min, para nÃcleos variacionais F que sÃo descontÃnuos em u com descontinuidade de ordem ~ X{u>0}. A equaÃÃo de Euler-Lagrange à governada por uma equaÃÃo elÃptica degenerada e nÃo-homogÃnea, com fronteira livre entre as fases positiva e zero do mÃnimo. Mostraremos estimativa gradiente Ãtima e nÃo-degenerescÃncia do mÃnimo. TambÃm trataremos de propriedades de regularidade fracas e fortes de fronteira livre. Provaremos que o conjunto {u>0} tem localmente perÃmetro finito e que a fronteira livre reduzida ∂ red {u>0} tem medida Hn-1-total. Para problemas mais especÃficos que aparecem em Jet flows, provaremos que a fronteira livre reduzida à localmente o grÃfico de uma funÃÃo C1,y. Na segunda parte do trabalho forneceremos uma descriÃÃo bastante completa da teoria de regularidade Ãtima para uma famÃlia de problemas de fronteira livre de duas fases, heterogÃneos, y→ min, governados por operadores elÃpticos degenerados e nÃo-lineares. IncluÃdos em tal famÃlia estÃo os problemas de Jet flows heterogÃneos e os problemas de cavidades do tipo Prandtl-Batchelor, y = 0; equaÃÃes elÃpticas degeneradas singulares e sistemas do tipo obstÃculo y =1.VersÃes lineares destes problemas tÃm sido objeto de intensa pesquisa nas Ãltimas quatro dÃcadas ou mais. As contrapartidas nÃo-lineares tratadas neste trabalho introduzem novas e considerÃveis dificuldades, pois a maioria das teorias desenvolvidas anteriormente, tais como fÃrmulas de monotonicidade e de quase monotonicidade nÃo estÃo disponÃveis. Contudo, as soluÃÃes inovadoras desenvolvidas neste trabalho fornecem novas respostas mesmo no contexto clÃssico de equaÃÃes lineares e nÃo-degeneradas. / This work consists of two parts. In the first part we study nonnegative minimizers of general degenerate elliptic functionals, ∫ F (X, u, ∇u)dX → min, for variational kernels F that are discontinuous in ụ with discontinuity of order ~ X{u>0}. The Euler-Lagrange equation is therefore governed by a non-homogeneous, degenerate elliptic equation with free boundary between the positive and the zero phases of the minimizer. We show optimal gradient estimate and nondegeneracy of minima. We also address weak and strong regularity properties of free boundary, ∂ red {u>0}, has H n-1- total measure. For more specific problems that arise in jet flows, we show the reduced free boundary is locally the graph of a C1,y function. In the second part of work we provide a rather complete description of the sharp regularity theory for a family of heterogeneous, two-phase variational free boundary problems, y→ min, ruled by nonlinear, degenerate elliptic operators. Included in such family are heterogeneous jets and cavities problems of Prandtl-Batchelor type, y = 0; singular degenerate elliptic equations and obstacle type systems, y = 1. Linear versions of these problems have been subjects of intense research for the past four decades or so. The nonlinear counterparts treated in this present work introduce substantial new difficulties since the most of the classical theories developed earlier, such that as monotonicity and almost monotonicity formulae, are no longer available. Nonetheless, the innovative solutions designed in this work provide new answers even in the classical context of linear, nondegenerate equations.

Orientador: Jose Luiz Boldrini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-15T18:45:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fortunato_Meire_M.pdf: 2133008 bytes, checksum: 765913ccca70e83fff69f576fc664d3d (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Nesta dissertação detalhamos a análise matemática feita no artigo de X. Chen, A. Friedman, A free boundary problem for an elliptic-hyperbolic system: an application to tumor growth, SIAM J. Math. Anal. 35, 2003, pp. 974-986, o qual considera um problema de fronteira livre para um sistema de equações diferenciais parciais de caráter elíptico-hiperbólico relacionado com o chamado problema de Hele-Shaw. O problema modela o crescimento de um tumor e leva em conta as seguintes possibilidades de estado para suas células: proliferantes, quiescentes ou necróticas; leva-se também em conta a concentração de nutrientes disponível. Estas equações valem em um domínio que varia com o tempo de uma forma em que a velocidade da fronteira depende das outras variáveis do problema. Como resultado da análise tem-se a existência local no tempo e a unicidade de soluções clássicas do sistema / Abstract: In this dissertation we detail the analysis done in the article by X. Chen, A. Friedman, A free boundary problem for an elliptic-hyperbolic system,: an application to tumor growth, SIAM J. Math. Anal. 35, 2003, which considers a free boundary value problem for an elliptic-hyperbolic system of partial differential equations related to the Hele-Shaw problem. The present problem models the growth of a tumor and takes in consideration the following possibilities for the state of a tumor cell: proliferating, quiescent or necrotic; the model also takes in consideration the available nutrient concentration. The equations hold in a time varying domain in such way that the boundary velocity depends on the other variables of the problem. As a result of the analysis, we obtain the local in time existence, as well as uniqueness, of classical solutions for the system / Mestrado / Analise Aplicada / Mestre em Matemática

Orientador: Marcelo da Silva Montenegro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-11T08:16:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Queiroz_OlivaineSantanade_D.pdf: 886346 bytes, checksum: 5fe477c4619e746d923fc51e7d78f55c (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Estudamos a equação - D. u = x{ u>O} ( log u + )..1 (x, u)) em um domínio limitado e suave Ç1 C JR.n, com condições de fronteira u = O em é)Ç1. Demonstramos resultados de existência e regularidade da solução maximal. A positividade dessa solução depende do parâmetro ).. e de Ç1. Se a solução maximal se anula em partes de Ç1, obtemos uma estimativa local para a medida de Hausdorff da fronteira livre. Se a singularidade log u for trocada por -u-(3, com O < (3 < 1, então a teoria de Alt&Caffarelli e Alt&Phillips implica que a fronteira livre é regular. Também estudamos o problema de Neumann com não-linearidade logarítmica por meio de perturbações e técnicas variacionais / Abstract: We study the equation -D.u = X{u>O} (log u+Àf(x, u)) in a smooth bounded domain fl C JRn, with boundary conditions u = O on 8fl. We obtain existence and regularity of the maximal solution. The positivity of such a solution depends on the parameter À and on the domain fl. .If the maximal solution vanishes on a set of positive measure, then we obtain local estimates for the Hausdorff measure of the free boundary. If the singularity logu is replaced by -u-!3, with O < (3 < 1, the theory of Alt&Caffarelli and Alt&Phillips implies that the free boundary is regular. We also study the Neumann problem with logarithmic nonlinearity using perturbation techniques and variational methods / Doutorado / Doutor em Matemática

Orientador: Olivâine Santana de Queiroz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática, Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-20T15:36:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_FernandaPereiradaSilva_M.pdf: 1905299 bytes, checksum: 26428236d161990046f1d1f982482fe1 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Na dissertação foi estudado um problema elíptico em um domínio limitado com bordo Lipschitz. Parte da fronteira deste domínio está em movimento e oscila rapidamente na variável que representa o espaço, caracterizando-se assim como um problema de fronteira livre com multi escala. Este problema tem aplicações, por exemplo, na construção de filmes semicondutores, levando-se em consideração que a superfície do filme se altera pela deposição de vapor químico. O estudo de tal modelo nos remete a questões de existência e unicidade para um sistema elíptico com condições de bordo do tipo misto acoplado à uma equação hiperbólica através de uma condição de fronteira livre. Além disso, um resultado de aproximação por homogeneização é demonstrado. De fato, provamos uma estimativa na norma H1 para o erro que se comete ao aproximar a fronteira livre real por uma fronteira livre homogeneizada / Abstract: In this dissertation we study an elliptic problem in a bounded Lipschitz domain. Part of the boundary is moving and oscillates rapidly in the variable representing the space. Thus, we have a multi-scale free boundary problem. This problem has applications, for instance, in the construction of semiconductor films taking into account that the surface of the film is changing by chemical vapor deposition. The study of such a model leads us to questions of existence and uniqueness for a system involving an elliptic equation with mixed boundary conditions coupled to a hyperbolic equation by means of a free boundary condition. Furthermore, a result on approximation by homogenization is shown. In fact, an estimate in terms of the H1-norm of the error committed by to approximate the real free boundary problem by the homogenized one is proved / Mestrado / Matematica / Mestre em Matemática

Neste trabalho de tese discutimos resultados recentes sobre a regularidade e propriedades geomÃtricas de soluÃÃes variacionais de problemas de fronteira livre de duas fases regidos por equaÃÃes elÃpticas nÃo lineares degeneradas/singulares. Discutimos tambÃm resultados do tipo PhragmÃm-Lindelof para tais equaÃÃes classificando essas soluÃÃes em semi-espaÃos. / Neste trabalho de tese discutimos resultados recentes sobre a regularidade e propriedades geomÃtricas de soluÃÃes variacionais de problemas de fronteira livre de duas fases regidos por equaÃÃes elÃpticas nÃo lineares degeneradas/singulares. Discutimos tambÃm resultados do tipo PhragmÃm-Lindelof para tais equaÃÃes classificando essas soluÃÃes em semi-espaÃos. / In this work of thesis we discuss recents results on the regularity and geometric properties of variational solutions of two phase free boundary problems governed by singular/degenerate nonlinear elliptic equations. We also discuss PhragmÃn-Lindelof type results for such equations classifying those solutions in half spaces. / In this work of thesis we discuss recents results on the regularity and geometric properties of variational solutions of two phase free boundary problems governed by singular/degenerate nonlinear elliptic equations. We also discuss PhragmÃn-Lindelof type results for such equations classifying those solutions in half spaces.