Neste trabalho, apresentamos um esquema recursivo visando a construção hierárquica da solução LTSN de problemas anisotrópicos a partir da solução de problemas isotrópi os. A ideia principal deste esquema é a de omposição da matriz LTSN anisotrópi a, associada ao problema, como uma soma de duas matrizes na qual uma delas ontém a parte isotrópica e a outra a parte anisotrópi a do problema. A matriz que contém a parte anisotrópi a é onsiderada omo fonte no problema isotrópico. A resolução deste problema é realizada através da de composição do uxo angular omo uma série trun ada de funções intermediárias, posteriormente substituída na equação isotrópica com fonte. Em seguida, resolvemos este problema construindo um conjunto recursivo de problemas isotrópi os que são facilmente resolvidos pelo método LTSN. Nessa dissertação, aplicamos esse método re ursivo na resolução de problemas anisotrópi os em regiões homogêneas e heterogêneas. Os resultados numéricos obtidos são apresentados e comparados om a solução LTSN anisotrópica clássica. / In this work, we present a recursive s heme targeting the hierar hi al onstru tion of anisotropi LTSN solution from the isotropi LTSN solution. The main idea relies in the decomposition of the associated LTSN anisotropi matrix as a sum of two matri es in whi h one matrix contains the isotropic and the other anisotropi part of the problem. The matrix ontaining the anisotropi part is considered as the source of the isotropic problem. The solution of this problem is made by the decomposition of the angular ux as a trun ated series of intermediate fun tions and repla e in the isotropic equation. After the replacement of these into the split isotropi equation, we construct a set of isotropi recursive problems, that are readily solved by the lassi LTSN isotropi method. We apply this methodology to solve problems onsidering homogeneous and heterogeneous anisotropi regions. Numeri al results are presented and ompared with the lassi al LTSN anisotropi solution.

Neste trabalho, apresentamos um esquema recursivo visando a construção hierárquica da solução LTSN de problemas anisotrópicos a partir da solução de problemas isotrópi os. A ideia principal deste esquema é a de omposição da matriz LTSN anisotrópi a, associada ao problema, como uma soma de duas matrizes na qual uma delas ontém a parte isotrópica e a outra a parte anisotrópi a do problema. A matriz que contém a parte anisotrópi a é onsiderada omo fonte no problema isotrópico. A resolução deste problema é realizada através da de composição do uxo angular omo uma série trun ada de funções intermediárias, posteriormente substituída na equação isotrópica com fonte. Em seguida, resolvemos este problema construindo um conjunto recursivo de problemas isotrópi os que são facilmente resolvidos pelo método LTSN. Nessa dissertação, aplicamos esse método re ursivo na resolução de problemas anisotrópi os em regiões homogêneas e heterogêneas. Os resultados numéricos obtidos são apresentados e comparados om a solução LTSN anisotrópica clássica. / In this work, we present a recursive s heme targeting the hierar hi al onstru tion of anisotropi LTSN solution from the isotropi LTSN solution. The main idea relies in the decomposition of the associated LTSN anisotropi matrix as a sum of two matri es in whi h one matrix contains the isotropic and the other anisotropi part of the problem. The matrix ontaining the anisotropi part is considered as the source of the isotropic problem. The solution of this problem is made by the decomposition of the angular ux as a trun ated series of intermediate fun tions and repla e in the isotropic equation. After the replacement of these into the split isotropi equation, we construct a set of isotropi recursive problems, that are readily solved by the lassi LTSN isotropi method. We apply this methodology to solve problems onsidering homogeneous and heterogeneous anisotropi regions. Numeri al results are presented and ompared with the lassi al LTSN anisotropi solution.

Neste trabalho, apresentamos um esquema recursivo visando a construção hierárquica da solução LTSN de problemas anisotrópicos a partir da solução de problemas isotrópi os. A ideia principal deste esquema é a de omposição da matriz LTSN anisotrópi a, associada ao problema, como uma soma de duas matrizes na qual uma delas ontém a parte isotrópica e a outra a parte anisotrópi a do problema. A matriz que contém a parte anisotrópi a é onsiderada omo fonte no problema isotrópico. A resolução deste problema é realizada através da de composição do uxo angular omo uma série trun ada de funções intermediárias, posteriormente substituída na equação isotrópica com fonte. Em seguida, resolvemos este problema construindo um conjunto recursivo de problemas isotrópi os que são facilmente resolvidos pelo método LTSN. Nessa dissertação, aplicamos esse método re ursivo na resolução de problemas anisotrópi os em regiões homogêneas e heterogêneas. Os resultados numéricos obtidos são apresentados e comparados om a solução LTSN anisotrópica clássica. / In this work, we present a recursive s heme targeting the hierar hi al onstru tion of anisotropi LTSN solution from the isotropi LTSN solution. The main idea relies in the decomposition of the associated LTSN anisotropi matrix as a sum of two matri es in whi h one matrix contains the isotropic and the other anisotropi part of the problem. The matrix ontaining the anisotropi part is considered as the source of the isotropic problem. The solution of this problem is made by the decomposition of the angular ux as a trun ated series of intermediate fun tions and repla e in the isotropic equation. After the replacement of these into the split isotropi equation, we construct a set of isotropi recursive problems, that are readily solved by the lassi LTSN isotropi method. We apply this methodology to solve problems onsidering homogeneous and heterogeneous anisotropi regions. Numeri al results are presented and ompared with the lassi al LTSN anisotropi solution.

Tese de mestrado. Fundamentos e Aplicações de Mecânica dos Fluidos. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2005

O Plasma de Quarks e Glúons (Quark Gluon Plasma ou QGP) criado de forma sistemática em grandes aceleradores de partículas que envolvem colaborações do mundo inteiro, apesar de ter sua descoberta anunciada há bastante tempo ainda apresenta desafios e questões a serem respondidas tanto do ponto de vista experimental como do teórico. O objetivo deste trabalho é estudar a conexão entre as condições iniciais da expansão do QGP (que dependem da interação forte e não são acessíveis ao experimento) com a anisotropia da emissão azimutal das partículas (que por sua vez reflete as condições iniciais e é medida experimentalmente). O modelo hidrodinâmico é descrito inicialmente, com ênfase no programa NeXSPheRIO. Também são apresentadas alguns tipos de observáveis e modelos de condições iniciais (NeXus, MC-KLN e TRENTO). Por fim resultados de simulações para distribuições evento-por-evento do fluxo anisotrópico (facilmente ligadas aos modelos de condições iniciais) são comparadas com dados do LHC e previsões são feitas para a energia mais alta do RHIC. Estas previsões são testadas via a razão $v_2\\{4\\}/v_2\\{2\\}$ para a qual dados existem. / The Quark Gluon Plasma (QGP), created in a systematic way in large particle accelerators which are built by worldwide collaborations, even though its discovery being announced a long time ago it still presents us with challenges and questions to be answered even from the experimental point of view to the theoretical one. The main goal of this work is to study the connection between the initial conditions for the QGP expansion (which depend on strong interactions and are not accesible to the experiments) to the anisotropy in the azimuthal particle emission (which in turn reflects the initial conditions and is measured experimentally). The hydrodynamical model is described initially, with emphasis on the code NeXSPheRIO. Additionally some types of observables and initial condition models (NeXus, MC-KLN and TRENTO) are presented. And at last, results from simulations for event-by-event distributions for the anisotropic flow (easily connected to the initial conditions models) are compared with LHC\'s data and predictions are made for the RHIC\'s top energy. These predictions are tested by the $v_2\\{4\\}/v_2\\{2\\}$ for which data exists.

O efeito magnetocalórico, i.e., o aquecimento e/ou resfriamento de um material magnético sob variação do campo magnético aplicado é a base da refrigeração magnética.O efeito magnetocalórico é caracterizado pela variação da entropia em um processo isotérmico (O efeito magnetocalórico, i.e., o aquecimento e/ou resfriamento de um material magnético sob variação do campo magnético aplicado é a base da refrigeração magnética. O efeito magnetocalórico é caracterizado pela variação da entropia em um processo isotérmico (ΔSiso) e pela variação da temperatura em um processo adiabático ΔTad.Apesar dos inúmeros trabalhos experimentais e teóricos publicados nessa área, muitos aspectos desse efeito ainda não são bem compreendidos.Nesse trabalho discutimos os efeitos da anisotropia sobre as propriedades magnetocalóricas de um sistema de momentos magnéticos localizados. Para essa finalidade, utilizamos um modelo de spins interagentes com um termo de anisotropia uniaxial do tipo DS2 z , onde D é um parâmetro. Nesse modelo, em que o eixo z é a direção de fácil magnetização, a magnitude do parâmetro de anisotropia e a direção do campo magnético aplicado têm um papel fundamental no comportamento das grandezas magnetocalóricas ΔSiso e ΔTad. Realizamos um estudo sistemático para um sistema com J = 1 aplicando o campo magnético em diferentes direções. Os resultados mostram que, quando o campo magnético é aplicado ao longo da direção z, as grandezas magnetocalóricas apresentam o comportamento normal (valores positivos de ΔTad e valores negativos de ΔSiso para ΔB > 0). Quando o campo magnético é aplicado em uma direção diferente do eixo z, as grandezas magnetocalóricas podem apresentar o comportamento inverso (valores negativos de ΔTad e valores positivos de ΔSiso para ΔB > 0) ou o comportamento anômalo (troca de sinal nas curvas de ΔTad e ΔSiso). Resultados equivalentes também foram obtidos para um sistema com J = 7=2. / The magnetocaloric effect, i.e., heating and/or cooling of a magnetic material subjected to magnetic field variation is the basis of magnetic refrigeration. The magnetocaloric effect is caracterized by the entropy change in an isothermic process (ΔSiso) and by the temperature change in an adiabatic process (ΔTad). Despite the large number of experimental and theoretical works published in this area, there are many aspects of the magnetoccaloric effect which are not yet completely understood.In this work we discuss the effects of anisotropy on the magnetocaloric properties of a system of localized magnetic moments. In order to do that, we used a model of interacting spins with a uniaxial anisotropy term DS2 z , where D is a parameter. In this model, where the z axis is the easy magnetization direction, the magnitude of the anisotropy parameter and the direction of the applied magnetic field have an important role in the behavior of the magnetocaloric quantities ΔSiso and ΔTad. We perform a systematic study for a system with J = 1 by applying the magnetic field in different directions. The results show that, when the magnetic field is applied in the z direction, the magnetocaloric quantities have the normal behavior (positive values of ΔTad and negative values of ΔSiso with ΔB > 0). When the magnetic field is applied in a direction different from the z axis, the magnetocaloric quantities can show the inverse behavior (negative values of ΔTad and positive values of ΔSiso with ΔB > 0) or the anomalous behavior (change of sign in the curves of ΔTad and ΔSiso). Similar results have also been obtained for a system with J = 7=2.

O efeito magnetocalórico, i.e., o aquecimento e/ou resfriamento de um material magnético sob variação do campo magnético aplicado é a base da refrigeração magnética.O efeito magnetocalórico é caracterizado pela variação da entropia em um processo isotérmico (O efeito magnetocalórico, i.e., o aquecimento e/ou resfriamento de um material magnético sob variação do campo magnético aplicado é a base da refrigeração magnética. O efeito magnetocalórico é caracterizado pela variação da entropia em um processo isotérmico (ΔSiso) e pela variação da temperatura em um processo adiabático ΔTad.Apesar dos inúmeros trabalhos experimentais e teóricos publicados nessa área, muitos aspectos desse efeito ainda não são bem compreendidos.Nesse trabalho discutimos os efeitos da anisotropia sobre as propriedades magnetocalóricas de um sistema de momentos magnéticos localizados. Para essa finalidade, utilizamos um modelo de spins interagentes com um termo de anisotropia uniaxial do tipo DS2 z , onde D é um parâmetro. Nesse modelo, em que o eixo z é a direção de fácil magnetização, a magnitude do parâmetro de anisotropia e a direção do campo magnético aplicado têm um papel fundamental no comportamento das grandezas magnetocalóricas ΔSiso e ΔTad. Realizamos um estudo sistemático para um sistema com J = 1 aplicando o campo magnético em diferentes direções. Os resultados mostram que, quando o campo magnético é aplicado ao longo da direção z, as grandezas magnetocalóricas apresentam o comportamento normal (valores positivos de ΔTad e valores negativos de ΔSiso para ΔB > 0). Quando o campo magnético é aplicado em uma direção diferente do eixo z, as grandezas magnetocalóricas podem apresentar o comportamento inverso (valores negativos de ΔTad e valores positivos de ΔSiso para ΔB > 0) ou o comportamento anômalo (troca de sinal nas curvas de ΔTad e ΔSiso). Resultados equivalentes também foram obtidos para um sistema com J = 7=2. / The magnetocaloric effect, i.e., heating and/or cooling of a magnetic material subjected to magnetic field variation is the basis of magnetic refrigeration. The magnetocaloric effect is caracterized by the entropy change in an isothermic process (ΔSiso) and by the temperature change in an adiabatic process (ΔTad). Despite the large number of experimental and theoretical works published in this area, there are many aspects of the magnetoccaloric effect which are not yet completely understood.In this work we discuss the effects of anisotropy on the magnetocaloric properties of a system of localized magnetic moments. In order to do that, we used a model of interacting spins with a uniaxial anisotropy term DS2 z , where D is a parameter. In this model, where the z axis is the easy magnetization direction, the magnitude of the anisotropy parameter and the direction of the applied magnetic field have an important role in the behavior of the magnetocaloric quantities ΔSiso and ΔTad. We perform a systematic study for a system with J = 1 by applying the magnetic field in different directions. The results show that, when the magnetic field is applied in the z direction, the magnetocaloric quantities have the normal behavior (positive values of ΔTad and negative values of ΔSiso with ΔB > 0). When the magnetic field is applied in a direction different from the z axis, the magnetocaloric quantities can show the inverse behavior (negative values of ΔTad and positive values of ΔSiso with ΔB > 0) or the anomalous behavior (change of sign in the curves of ΔTad and ΔSiso). Similar results have also been obtained for a system with J = 7=2.

Neste trabalho, é apresentada uma formulação apropriada à análise de guias de ondas eletromagnéticos, cobrindo do espectro de microondas até o da óptica. Nas regiões a partir do ultravioleta, os comprimentos de onda são equivalentes às dimensões atômicas e a formulação necessita de uma abordagem quântica, que não é considerada neste estudo. A formulação é fundamentada nos métodos vetorial magnético e dos elementos finitos (MEF), em meios não homogêneos, anisotrópicos e não dissipativos, embora a dissipação possa ser facilmente introduzida na análise. Deu-se preferência à formulação com o campo magnético em vez do elétrico, pelo fato do campo magnético ignorar descontinuidades elétricas. Ele é contínuo em regiões de permeabilidade homogênea, propriedade dos meios dielétricos em geral ( = 0), independente da permissividade dos respectivos meios, conquanto os campos elétricos sejam descontínuos entre regiões de permissividades diferentes. / This work presents a suitable formulation to the analysis of electromagnetic waveguide, covering the spectrum of the microwave to optics. In regions from the ultraviolet, the wavelengths are equivalent to atomic dimensions and the design needs a quantum approach, which is not considered in this study. The formulation is based on the magnetic vector and the finite element methods (FEM), in non-homogeneous, anisotropic and non-dissipative dielectric materials, while the dissipation can be easily introduced in the analysis. Preference was given to the formulation with the magnetic field, because the magnetic field ignores electrical discontinuities. It is continuous in regions of homogeneous permeability, property of all dielectric materials (=0), independent of the permissiveness of respective regions, while electric fields are discontinuous between regions of different permittivities.

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Estudos de fundações de obras de arte, como barragens de concreto-gravidade e barragens de terra, devem contemplar todos os esforços atuantes no maciço de fundação, principalmente as tensões e as deformações esperadas durante todo o processo construtivo e no período pós-construtivo. Quando essas estruturas são apoiadas sobre rochas de boa sanidade, a escolha do barramento geralmente favorece a implantação de barragens de concreto. Entretanto, quando os maciços de fundação são formados por solos, a opção técnica geralmente mais bem aceita é quanto à utilização de barragens de terra. Em ambos os casos, as análises de estabilidade e de deformação são desenvolvidas por métodos analíticos bem consolidados na prática. Nas condições mais adversas de fundação, seja em rochas ou em solos com marcante anisotropia e estruturas reliquiares herdadas da rocha-mãe, a utilização de modelos constitutivos anisotrópicos em análises por elementos finitos propicia simulações mais realistas dessas feições estruturais, contribuindo para o seu melhor conhecimento. O presente trabalho teve por objetivo demonstrar a utilização de um modelo constitutivo anisotrópico no estudo da fundação da Barragem San Juan, localizada na República Dominicana, que foi concebida como uma estrutura tipo concreto-gravidade apoiada sobre solos residuais jovens altamente anisotrópicos. Nessa obra, apesar de sua pequena altura, a presença marcante de descontinuidades ensejou um estudo mais detalhado do comportamento tensão-deformação da fundação, levando em conta o levantamento detalhado da atitude das descontinuidades presentes no maciço e os resultados de ensaios de resistência em planos paralelos e normais às descontinuidades. Para a estimativa de deformações, os respectivos módulos de Young (Es) foram estimados com base em correlações com a resistência à penetração SPT desenvolvidas nesta dissertação, a partir de um estudo estatístico baseado em várias publicações disponíveis na literatura. As análises numéricas por elementos finitos foram desenvolvidas através do programa Plaxis 2D, utilizando-se como modelo constitutivo aquele denominado The Jointed Rock Model, que é particularmente recomendado para análises de estabilidade e deformação de materiais anisotrópicos. Os resultados das análises numéricas foram comparados com as análises de equilíbrio limite elaboradas para o projeto executivo da referida barragem, pelo programa Slope, utilizando o método rigoroso de Morgenstern e Price, que se mostrou conservador. Os resultados das análises numéricas mostraram sua inequívoca versatilidade para a escolha de opções de reforço da fundação, através de dentes que objetivavam o aumento das condições de estabilidade da barragem.

Neste trabalho, estudamos a dinâmica de formação e dispersão de agregados de látex quando inseridos num cristal líquido liotrópico. Esse cristal líquido é um sistema ternário composto de laurato de potássio, cloreto de decilamônia e água; e apresenta fases nemáticas uniaxiais calamítica e discótica (NC e ND, respectivamente) e biaxial (NB). As partículas de látex possuem diâmetro de 100nm e partículas com diferentes tipos de recobrimentos foram testadas. Observamos que nas fases NC e NB há formação de aglomerados de partículas, porém na transição para a fase ND as partículas se dispersam no meio. Verificamos que esse processo de aglomeração e dissociação das partículas está relacionado com a transição de fase NB - ND e foi observado em dois sistemas hospedeiros por resfriamento e por aquecimento. No intervalo de temperatura que corresponde à fase nemática biaxial para o cristal líquido puro, observa-se que há um aumento na dimensão dos aglomerados, que se tornam anemométrico e orientados na direção de orientação do meio. Dois diagramas de fases foram construídos, variando-se a concentração de partículas dispersas no meio, e a composição relativa de surfactantes do sistema hospedeiro. Experimentos de espalhamento de raios X indicam que a distância média entre as micelas que formam o meio hospedeiro não é alterado pela inserção de partículas no cristal líquido e permanece a mesma em todas as fases nemáticas. Foram também realizados estudos de reologia que mostram que a viscosidade do sistema é alterada pela presença das partículas de látex. Os fenômenos observados são interpretados levando-se em conta as flutuações de orientação das micelas nas diferentes fases nemáticas. / In this work, we studied the dynamics of agglomeration and dissociation of latex particles when inserted into a lyotropic liquid crystal. This liquid crystal is a ternary system formed by potassium laurate, decilamonium chloride and water, presenting uniaxial calamitic and discotic nematic phases (NC e ND, respectively) and a biaxial nematic phase NB. The latex particles have diameter of 100 nm and particles with different surface treatments were tested. It was observed that in the NC e NB phases the latex particles form agglomerates, however in the transition to the ND phase, the particles disperse in the medium. In the temperature domain of the biaxial nematic phase the agglomerates increase in size, become anisometric and oriented along parallel to the orientation of the medium. Two phase diagrams were built by varying the particle concentration dispersed in the liquid crystal and by varying the relative composition of surfactants of the liquid crystal. X rays diffusion experiments have shown that the average distance between the micelles in the host medium are not affected by the presence of the latex particles and remain the same in all nematic phases. Rheology studies were also performed and it was found that the viscosity of the system is affected by the presence of the particles. The observed phenomenon are interpreted taking into account the orientational fluctuations of miceles in the different nematic phases.