Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / In this dissertation the partition function, $Z_n$, for the six-vertex model with domain wall boundary conditions is solved in the thermodynamic limit in various regions of the phase diagram. In the ferroelectric phase region, we show that $Z_n=CG^nF^{n^2}(1+O(e^{-n^{1-\ep}}))$ for any $\ep>0$, and we give explicit formulae for the numbers $C, G$, and $F$. On the critical line separating the ferroelectric and disordered phase regions, we show that $Z_n=Cn^{1/4}G^{\sqrt{n}}F^{n^2}(1+O(n^{-1/2}))$, and we give explicit formulae for the numbers $G$ and $F$. In this phase region, the value of the constant $C$ is unknown. In the antiferroelectric phase region, we show that $Z_n=C\th_4(n\om)F^{n^2}(1+O(n^{-1}))$, where $\th_4$ is Jacobi's theta function, and explicit formulae are given for the numbers $\om$ and $F$. The value of the constant $C$ is unknown in this phase region. In each case, the proof is based on reformulating $Z_n$ as the eigenvalue partition function for a random matrix ensemble (as observed by Paul Zinn-Justin), and evaluation of large $n$ asymptotics for a corresponding system of orthogonal polynomials. To deal with this problem in the antiferroelectric phase region, we consequently develop an asymptotic analysis, based on a Riemann-Hilbert approach, for orthogonal polynomials on an infinite regular lattice with respect to varying exponential weights. The general method and results of this analysis are given in Chapter 5 of this dissertation.

Cette thèse étudie une classe des problèmes de Riemann-Hilbert Fuchsiens (à coefficients méromorphes dont tous les pôles sont d'ordre un). Les variétés de Frobenius apparaissent comme une formulation géométrique des structures d'équations de Witten-DijkgraafVerlande-Verlande (WDVV). Nous considérons ces variétés sur les espaces de Hurwitz vus, quant à eux, comme variétés réelles motivés par le fait qu'une variété de Frobenius semisimple peut être construite à partir d'une solution fondamentale du problème de Riemann-Hilbert associé. Une solution au problème Fuchsien de Riemann-Hilbert matriciel (problème de monodromie inverse) correspondant aux structures "réelles doubles" de Frobenius de Dubrovin sur les espaces de Hurwitz, a été construite. La solution est donnée en termes de certaines différentielles méromorphes integrées sur une base appropriée d'homologie relative de la surface de Riemann. La relation avec la solution du problème Fuchsien de Riemann-Hilbert pour les structures de Frobenius Hurwitz de Dubrovin est établie. Une solution du problème de Riemann-Hilbert correspondant aux déformations des "réelles doubles" est aussi donnée.

Dans ce mémoire, nous étudierons quelques propriétés algébriques, géométriques et topologiques des surfaces de Riemann compactes. Deux grand sujets seront traités. Tout d'abord, en utilisant le fait que toute surface de Riemann compacte de genre g plus grand ou égal à 2 possède un nombre fini de points de Weierstrass, nous allons pouvoir conclure que ces surfaces possèdent un nombre fini d'automorphismes. Ensuite, nous allons étudier de plus près la formule de trace d'Eichler. Ce théorème nous permet de trouver le caractère d'un automorphisme agissant sur l'espace des q-différentielles holomorphes. Nous commencerons notre étude en utilisant la quartique de Klein. Nous effectuerons un exemple de calcul utilisant le théorème d'Eichler, ce qui nous permettra de nous familiariser avec l'énoncé du théorème. Finalement, nous allons démontrer la formule de trace d'Eichler, en prenant soin de traiter le cas où l'automorphisme agit sans point fixe séparément du cas où l'automorphisme possède des points fixes. / In this thesis, we will study several algebraic, geometrical and topological properties of compact Riemann surfaces. Two principal subjects will be treated. First, using the fact that every compact Riemann surfaces of genus g greater or equal to 2 has a finite number of Weierstrass points, we will be able to prove that those surfaces have a finite number of automorphism. Afterward, we will study the Eichler's trace formula. This formula allow us to find the character of an automorphism acting on the space of holomorphic q-differentials. We will start our study using Klein's quartic curve. We will apply Eichler's formula in this case, which will allow us to familiarize ourselves with the statement of the theorem. Finally, we will demonstrate the Eichler's trace formula, treating the case where the automorphism acts fixed point freely separately from the case where the automorphism has fixed points.

Nous traitons trois problèmes liés à la fonction zêta de Riemann : 1) L'établissement de conditions pour déterminer l'alignement et la simplicité de la quasi-totalité des zéros d'une fonction de la forme f(s)=h(s)±h(2c-s), où h(s) est une fonction méromorphe et c un nombre réel. Cela passe par la généralisation du théorème d'Hermite-Biehler sur la stabilité des fonctions entières. Comme application, nous avons obtenu des résultats sur la répartition des zéros des translatées de la fonction zêta de Riemann et de fonctions L, ainsi que sur certaines intégrales de séries d'Eisenstein. 2) L'étude de la répartition des zéros des sommes partielles de la fonction zêta, et des ses approximations issues de la formule d'Euler-Maclaurin. 3) L'étude du prolongement méromorphe et de la frontière naturelle pour une classe de produits eulériens, qui inclut une série de Dirichlet utilisée dans l'étude de la répartition des valeurs de l'indicatrice d'Euler. / We deal with three problems related to the Riemann zeta function: 1) The establishment of conditions to determine the alignment and simplicity of most of the zeros of a function of the form f(s)=h(s)±h(2c-s), where h(s) is a meromorphic function and c a real number. To this end, we generalise the Hermite-Biehler theorem concerning the stability of entire functions. As an application, we obtain some results about the distribution of zeros of translations of the Riemann Zeta Function and L functions, and about certain integrals of Eisenstein series. 2) The study of the distribution of the zeros of the partial sums of the zeta function, and of some approximations issued from the Euler-Maclaurin formula. 3) The study of the meromorphic continuation and the natural boundary of a class of Euler products, which includes a Dirichlet series used in the study of the distribution of values of the Euler totient.

Dans la première partie de cette thèse nous traitons l’écoulement diphasique compositionnel, partiellement miscible et compressible en milieux poreux. Déplacement d'une phase par un autre est analysé. Nous examinons les mélanges non idéals, la pression est variable, et les concentrations de phase, la densité et la viscosité sont les fonctions de la pression. Le processus est décrit par le problème de Riemann qui admet des solutions discontinues. Nous avons développé une méthode numérique-analytique de solution pour déterminer les paramètres à tous les chocs avant résoudre les équations de flux. Cette méthode est basée sur la séparation de thermodynamique et hydrodynamique, proposée dans [Oladyshkin, Panfilov 2006] et qui était inapplicable à problème de Riemann, en raison de manque des conditions d’Hugoniot. Dans cette thèse, nous avons construit les conditions supplémentaires d'Hugoniot. Dans la deuxième partie, nous examinons l'écoulement diphasique lors que les zones monophasique apparaissent, dans cette zone, le fluide est sur/sous-saturés et les équations diphasique dégénèrent.Nous avons proposé de décrire les zones diphasique et sur/sous-saturés avec un système uniforme des équations diphasique classique en étendant le concept de saturation d'être négatif et supérieur à un. Physiquement, cela signifie que les états monophasiques sont considérés comme des états diphasiques consistant une phase imaginaire avec la saturation négative. Une telle extension de la saturation exige développement des conditions de consistance qui sont fait dans cette thèse.La dernière partie est consacrée ensuite à étendre le modèle HT-split pour le cas d’écoulement triphasique compositionnel. Nous avons obtenu le modèle asymptotique, dans lequel la thermodynamique et l'hydrodynamique sont séparées / In the first part of thesis we deal with two-phase multicomponent, partially miscible, compressible flow in porous media. Displacement of one phase by another is analyzed. We examine non ideal solutions, pressure is variable, and phase compositions, densities and viscosities are variable functions of pressure.The process is described by Riemann problem which admits discontinuous solutions.We developed a numerical-analytical method of solution to explicitly determine all shock parameters before solving the flow equations. This method is based on splitting thermodynamics and hydrodynamics, suggested in [Oladyshkin, Panfilov 2006]. Earlier this method was inapplicable to Riemann problem, due to the lack of Hugoniot conditions. In this thesis we have constructed additional Hugoniot conditions.In the second part we examine two-phase flow when the single-phase zones appear, in this zone the fluid is over/under-saturated and two-phase flow equations degenerate and they cannot be used. We proposed to describe two-phase and over/under-saturated single-phase zones by uniform system of classic two-phase equations while extending the concept of phase saturation to be negative and higher than one. Physically it means that the oversaturated single-phase states are considered as pseudo two-phase states consisting an imaginary phase with negative saturation. Such an extension of saturation requires developing some consistence conditions which have developed in this thesis.The last part then is devoted to extend the HT-split model to the case of three-phase compositional flow. We have obtained the general asymptotic model, in which the thermodynamics and hydrodynamics are split

Le présent travail est consacré à l’approximation numérique des solutions du modèle aux moments M1 pour le transfert radiatif. Il s’agit, ici, de développer des solveurs numériques performants et précis capables de prédire avec précision et robustesse des écoulements où le transfert radiatif joue un rôle essentiel. Dans ce sens, plusieurs méthodes numériques ont été envisagées pour la dérivation des schémas numériques de type solveur de Godunov. Une attention particulière a été portée sur les solveurs préservant les ondes de contact stationnaires. En particulier, un schéma de relaxation et un solveur HLLC sont présentés dans ce travail. Pour chacun de ces solveurs, la robustesse de la méthode a été établie (positivité de l’énergie radiative et limitation du flux radiatif). La validation et l’intérêt des méthodes abordées sont exhibés à travers de nombreuses expériences numériques mono et multidimensionelles. / The present work is dedicated to the numerical approximation of the M1 moments model solutions for radiative transfer. The objective is to develop efficient and accurate numerical solvers, able to provide with precise and robust computations of flows where radiative transfer effects are important. With this aim, several numerical methods have been considered in order to derive numerical schemes based on Godunov type solvers. A particular attention has been paid to solvers preserving the stationary contact waves. Namely, a relaxation scheme and a HLLC solver are presented in this thesis. The robustness of each of these solvers has been established (radiative energy positivity and radiative flux limitation). Several numerical experiments in one and two space dimensions validate the developed methods and outline their interest.

Cette thèse est consacrée à l'étude de trois problèmes d'hyperbolicité complexe et presque complexe. La première partie est dédiée à la recherche d'une conséquence quantitative de l'hyperbolicité au sens de Kobayashi, qui est une propriété qualitative. Le résultat obtenu prend la forme d'une inégalité isopérimétrique qui évoque l'inégalité d'Ahlfors relative aux recouvrements des surfaces de surfaces. Sa démonstration est purement riemannienne.La deuxième partie de la thèse est consacrée à la démonstration d'une version presque complexe du théorème de Borel, qui affirme que les courbes entières dans le plan projectif complexe évitant quatre droites en position générale sont linéairement dégénérées. Dans un plan projectif presque complexe, les J-droites substituent aux droites projectives et nous disposons d'un énoncé analogue pour les J-courbes entières. La démonstration de ce résultat repose sur l'utilisation de projections centrales et sur la théorie de recouvrement des surfaces d'Ahlfors.La dernière partie est consacrée à la démonstration d'une version presque complexe du théorème de Bloch, qui affirme qu'une suite non normale de disques holomorphes du plan projectif évitant quatre droites en position générale converge, en un certain sens, vers une réunion de trois droites. Notre résultat implique en particulier l'hyperbolicité du complémentaire dans le plan projectif presque complexe de quatre J-droites modulo trois J-droites. / This thesis is dedicated to the study of three problems of complex and almost complex hyperbolicity. Its first part is dedicated to the research of a quantitative consequence to Kobayashi hyperbolicity, which is a qualitative property. The result we obtain has the form of an isoperimetric inequality that suggests Ahlfors' inequality, the central result of the theory of covering surfaces. Its proof uses only riemannian tools.The second part of the thesis is dedicated to the proof of an almost complex version of Borel's theorem, which says that an entire curve in the compex preojective plane missing four lines in general position is degenerate. In an almost compex context, we can obtain a similar result for entire J-curves just by replacing projective lines by J-lines. The proof of this result uses central projections and Ahlfors' theory of covering surfaces.The last part is dedicated to the proof of an almost complex version of Bloch's theorem, which says that given a sequence of holomorphic discs in the projective plane, either it is normal, either it converges in some sens to a reunion of three lines. Our result will show in particular that the complementary set of four J-lines in general position is hyperbolic modulo three J-lines.

Este trabalho trata de problemas de contorno definidos no plano. O problema central desta tese é chamado Problema de Riemann-Hilbert, o qual pode ser descrito como segue. Seja L um campo vetorial complexo não singular definido em uma vizinhança do fecho de um aberto simplesmente conexo do plano com fronteira suave. O Problema de Riemann-Hilbert para o campo L consiste em obter uma solução para a equação Lu = F(x, y, u) no aberto em estudo, sendo dada uma função F mensurável. Pede-se também que a solução tenha extensão contínua até a fronteira e que satisfaça lá uma condição adicional; trabalha-se aqui no contexto das funções Hölder contínuas. Foram obtidos resultados para o problema acima no caso em que L pertence a uma classe de campos hipocomplexos. O caso clássico conhecido é quando o campo vetorial é o operador de Cauchy-Riemann, ou, mais geralmente, quando é um campo elítico. / This work deals with boundary problems in the plane. The central problem in this thesis is the so-called Riemann-Hilbert problem, which may be described as follows. Let L be a non-singular complex vector field defined on a neighborhood of the closure of a simply connected open subset of the plane having smooth boundary. The Riemann-Hilbert problem for the vector field L consists in finding a solution to the equation Lu = F(x, y, u) on the open set under study, where the given function F is measurable. It is also required that the solution have a continuous extension up to the boundary and satisfy an additional condition there. Results were obtained for the above problem when L belongs to a class of hypocomplex vector fields. The well-known classical case is the one in which the vector field under study is the Cauchy-Riemann operator, or more generally when it is an elliptic vector field.

Este trabalho teve como objetivo analisar os possíveis efeitos de um aumento do nível do mar no padrão de correntes no Sistema Estuarino de Santos (SP), através do uso do modelo hidrodinâmico do Delft3D-FLOW, considerando diferentes taxas de aumento de acordo com o quinto relatório do Intergovernmental Panel on Climate Change (AR5). Os resultados indicam alteração na velocidade da corrente ao longo do domínio implementado, mais evidente durante a sizígia. Observa-se um aumento da magnitude da corrente em praticamente todo o Canal de São Vicente e redução da magnitude nos canais do Porto de Santos, canal de Bertioga e na região interna do Estuário de Santos. Os resultados do modelo numérico foram comparados com diversos dados coletados na região de estudo e verificou-se a correta representação dos padrões de circulação da área. Este estudo comprovou a importância de utilizarmos resultados de um modelo de maior escala (HYCOM) como forçantes, através da condição de fronteira denominada Riemann, permitindo que o modelo represente fenômenos de baixa frequência, que geram circulações e variações do nível do mar com a mesma ordem de grandeza dos efeitos da maré astronômica na área de estudo. / This study aimed to analyze the possible effects of a sea level rise in Sistema Estuarino de Santos (SP) circulation pattern, through the use of Delft3D-FLOW Hydrodynamic Model considering different elevation rates according to Intergovernmental Panel on Climate Change fifth report (AR5). The results indicate change in the current\'s magnitude, being more evident during the spring tide. There is an increase in the velocity practically all over São Vicente Channel and the reduction of magnitude in the Porto de Santos and Bertioga channels and in the inner region of the estuary. The numerical model results were compared with several measured data and it was verified that the model correctly representats the circulation patterns of the area. This study proved the importance of using results of a larger scale model (HYCOM), forced through a boundary condition called Riemann, allowing the model to represent low frequency phenomena, which generate sea level variations with the same order of magnitude of the effects of the astronomical tide in the study area.

Nessa dissertação exploramos os efeitos geométricos das Transformações de Möbius em C utilizando projeções na Esfera de Riemann. Como aplicação, apresentamos a ação de algumas transformações aplicadas em cônicas no plano. Uma atividade didática voltada aos alunos do Ensino Médio sobre Transformações de Möbius utilizando o Geogebra é apresentada. / In the course of this dissertation we explore the geometric effects of the Möbius Transforms in C using projections in the Riemann sphere. As an application, we present the action of some transformations applied on conics in the plane. A didactic activity aimed at high school students about Möbius Transformations using Geogebra is presented.