Made available in DSpace on 2016-06-02T20:28:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissFGP.pdf: 540224 bytes, checksum: ca4c258e2ca30e30421b0d9b20f4ce80 (MD5) Previous issue date: 2006-03-03 / Universidade Federal de Minas Gerais / The goal of this work is the detailed study of some topics of Geometric Measure Theory, giving special attention to the n-varifold concept and illustrating its use in the asymptotic behavior of critical points of the energy functional for the van der Waals-Cahn-Hilliard theory of phase transitions. / Este trabalho tem como objetivo o estudo detalhado de alguns tópicos da Teoria Geométrica da Medida, dando atenção especial ao conceito de n-varifold e ilustrando seu uso no comportamento assintótico de pontos críticos do funcional energia da teoria de transição de fases de van der Waals-Cahn-Hilliard.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:28:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissTJ.pdf: 587044 bytes, checksum: 9cc63f1a92b104aa9f33c569213e4c0b (MD5) Previous issue date: 2006-02-23 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work we characterize the stationary solution set of a quasi-linear parabolic GOVERNADO for p-Laplacian, p > 2, and we stability properties of EQUILÍBRIOS. Furthermore, we do a comparision between this problem and the semilinear case p = 2. / Neste trabalho caracterizamos o conjunto das soluções estacionárias de um problema parabólico quasi-linear governado pelo p-Laplaciano, p > 2, e estabelecemos as propriedades de estabilidade dos equilíbrios. Além disso, fazemos uma comparação entre este problema e o caso semilinear p = 2.

Made available in DSpace on 2014-08-27T14:36:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-09-16Bitstream added on 2014-08-27T15:57:18Z : No. of bitstreams: 1 000722977.pdf: 686481 bytes, checksum: 12d3608646823cdd7066cbaaae5388ee (MD5) / Neste trabalho estudamos problemas elípticos do seguinte tipo: (P) Lu+V(x)|x|?ap* |u|p?2u = K(x)|x|?ap* f(u), em RN, em que V,K :RN ? R são potenciais não negativos que podem tender a zero no in?nito, f :RN ?R tem crescimento subcrítico e Lu é um operador elíptico. Quando Lu é o operador p-Laplaciano com peso, isto é, Lu = Lapu = ?div(|x|?ap|?u|p?2?u), provamos resultados de existência de solução positiva para K(x) ? 1 em RN e de solução positiva de energia mínima para K podendo tender a zero no in?nito. No primeiro caso a técnica é baseada num argumento de truncamento, introduzido por del Pino e Felmer em [34] e usado por Alves e Souto em [10], que nos permite uma abordagem variacional. No segundo caso, usamos novamente a abordagem variacional e o principal argumento, usado por Alves e Souto em [11], é considerar convenientes condições de crescimento sobre os potenciais para obter imersões compactas no espaço todo. Esta última técnica foi adaptada para obter resultados de existência de solução de energia mínima não trivial para o operador Lu = ?2u = ?(?u) / In this work we studied elliptic problems of the following type: (P) Lu+V(x)|x|?ap* |u|p?2u = K(x)|x|?ap* f(u), em RN, em que V,K :RN ? R are nonnegative potentials that can vanish at in?nity, f :RN ?R has a subcritical growth and Lu is an elliptic operator. When Lu is the weighted p-laplacian operator, namely, Lu = Lapu = ?div(|x|?ap|?u|p?2?u), we prove existence results of positive solution for K(x) ? 1 in RN and positive ground state solution for the case when K may tend to zero in in?nity. In the ?rst case the technique is a truncation argument, introduced by del Pino and Felmer, in [34], and used by Alves and Souto, in [10], that allows us to use a variational approach. In the second case, we also use the variational approach and the main argument, used by Alves and Souto, in [11], is to consider suitable growth conditions on the potentials to obtain compact embedded in the whole space. This last technique was adapted to obtain existence of nontrivial ground state solution for operator Lu = ?2u = ?(?u)

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-02Bitstream added on 2014-11-10T11:57:46Z : No. of bitstreams: 1 000788290.pdf: 1350300 bytes, checksum: efc63ae2b101504d42d2745bc5a4a3c9 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Neste trabalho estudaremos a aproximaçãoo de equações diferenciais parabólicas semilineares através de sua discretização via o método de elementos finitos. Vamos provar que os atratores da discretizaçãoao se comportam continuamente quando o tamanho do passo tende a zero estendendo os resultados de [17]. Vamos também calcular a taxa de convergência dos atratores em termos do passo da discretização / In this work we study the approximation of semilinear parabolic di erential equations through their discretization via the nite element method. We prove that the attractors of discretization behave continuously when the step size tends to zero extending the results of [17]. We also calculate the rate of convergence of attractors in terms of step of discretization

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade Gama/Faculdade de Tecnologia, Programa de Mestrado em Integridade de Materiais da Engenharia, 2013. / Submitted by Luiza Silva Almeida (luizaalmeida@bce.unb.br) on 2013-07-29T20:12:42Z No. of bitstreams: 1 2013_AlisonBarrosdaSilva.pdf: 2500317 bytes, checksum: f79dd0a45771dd19237a3350bb9dc492 (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-07-29T20:16:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_AlisonBarrosdaSilva.pdf: 2500317 bytes, checksum: f79dd0a45771dd19237a3350bb9dc492 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-29T20:16:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_AlisonBarrosdaSilva.pdf: 2500317 bytes, checksum: f79dd0a45771dd19237a3350bb9dc492 (MD5) / Um problema potencial pode ser caracterizado como um problema da natureza cuja solução pode ser obtida através da Equação de Laplace, que é uma equação diferencial parcial de segunda ordem. A presença de problemas potenciais na natureza fez com que fosse desenvolvida uma área de pesquisa dedicada ao seu estudo. Em problemas de múltiplas dimensões o tratamento analítico pode ser inviável, sendo assim, é comum o uso de modelagem numérica a fim de obter suas soluções. Existem diversos modelos numéricos capazes de resolver a Equação de Laplace, dentre eles estão o Método dos Elementos Finitos (MEF), Método dos Volumes Finitos (MVF), Método das Diferenças Finitas (MDF) e Método dos Elementos de Contorno (MEC). Dentre os métodos citados, o MEC é o mais recente, e atualmente está sendo muito utilizado na resolução de problemas de grandes dimensões e de domínios semi-infinitos. O MEC utiliza uma formulação matemática baseada no Teorema de Green a fim de reduzir uma dimensão do problema. Assim, é possível obter um ganho no custo compu- tacional, apesar do esforço matemático ser maior. Apesar do ganho obtido, as matrizes geradas pelo método são cheias e não-simétricas, fazendo com que o custo computacional ainda seja elevado. Devido à crescente exigência dos usuários de computadores no quesito qualidade grá- fica, as fabricantes desse tipo de hardware se viram forçadas a desenvolver novas tecnolo- gias capazes de suprir essa demanda, surgindo assim, as placas gráficas com processadores e memórias dedicadas. Este tipo de hardware chamou a atenção da comunidade científica por ser paralelo por natureza, sendo capaz de obter um desempenho comparado a um supercomputador. Opresentetrabalhovisaaimplementaçãodeumabibliotecaparalelaadaptadaa estrutura de placas gráficas para resolução de sistemas de equações lineares obtidos a partir da discretização de problemas potenciais com o MEC, utilizando a linguagem de programação OpenCL, a fim de avaliar a viabilidade de seu uso em ambiente híbrido, ou seja, contendo uma ou mais Central Processing Units (CPUs) e Graphics Processing Units (GPUs). A implementação foi validada, sendo aplicada ao problema de um fluido potencial em torno de um cilindro circular impenetrável e diversas técnicas de otimização do algoritmo foram avaliadas de forma a fornecer uma base de conhecimento para futuros trabalhos que venham utilizar GPUs. Os resultados mostram que uma implementação do método iterativo de Jacobi, que é utilizado na resolução de sistemas lineares, com paralelização trivial, semelhante ao pro- blema de N-Corpos (N-Body), não oferece um desempenho expressivo que justifique o uso de computação massivamente paralela, por outro lado, utilizando as técnicas de otimiza- ções apresentadas, é possível obter um ganho de até 5.5 vezes em relação ao algoritmo serial. Além disso, o trabalho aponta limitações na alocação de memória disponibilizada pela implementação OpenCL da fabricante AMD ATI. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / A potential problem could be defined as a nature problem that satisfies The Laplace’s Equation, that is, a second order differential equation. The significant presence of po- tential problems in nature made it necessary to develop a research area dedicated to its study. This kind of problem can be solved using Laplace’s Equation as a tool, a partial second order differential equation. Analytical approaches may be impractical for higher dimensions, so it is common to use numerical modeling to obtain solutions. There are many numerical models capable of solving Laplace’s Equations, among them the Finite element method (FEM), Finite Volume Method (FVM), Finite Difference method (FDM) and the Boundary Element Method (BEM). Among these, the BEM is the most recent and is currently being used for higher dimensions and semi-infinite domain problems. The BEM uses a mathematical formulation based on Green’s Theorem to reduce one dimension of the problem, and as such, makes it possible to obtain computational gain, in spite of the higher mathematical efforts. A side effect of this gain is that the generated matrices are full and asymmetrical, making the computational cost to be still high. Computer user’s demand for higher quality graphics push manufactures to develop new technologies, suck as discrete graphic boards with dedicates processors an memory. This kind of hardware drew attention from the scientific community for its parallel nature being capable of performing Teraflop order of magnitude calculations for single precision math and Gigaflops order of magnitude calculations for double precision. This works intends to implement a parallel library using the BEM on graphic boards using the OpenCL programming language, to evaluate the viability of a hybrid (CPU and GPU) environment. The implementation was validated by being applied to a po- tential fluid around a solid cylinder and many algorithm optimization techniques was implemented to create a knowledge base to futures works using GPUs. The results show that an implementation of Jacobi’s iterative method, normally used on linear system solving, and a trivial parallelization similar to the one used on the N-Body solution does not show an expressive performance to justify massive parallel computing,due to the high number of memory accesses. Although, using the suggested optimization techniques, it is possible to reach a 5.5 gain when compared the same algorithm running serially.

Orientador: Paulo Ricardo da Silva / Banca: Maurício Firmino Silva Lima / Banca: Luci Any Francisco Roberto / Resumo: Apresentamos dois critérios para estudar a não existência, a existência e a unicidade dos ciclos limites dos campos de vetores planares. Aplicamos estes critérios para algumas famílias de campos de vetores polinomiais quadráticos e cúbicos, e computamos uma fórmula explícita para o número de ciclos limites que bifurcam a partir do centro x′ = −y, y′ = x, quando tratamos do sistema x′ = −y + εPn i+j=1 aijxiyj, y′ = x + εPn i+j=1 aijxiyj . Al'em disso, usando o segundo critério, apresentamos um método para obter a forma do ciclo limite bifurcado a partir do centro. / Abstract: We present two new criteria for studying the nonexistence, existence and uniqueness of limit cycles of planar vector fields. We apply these criteria to some families of quadratic and cubic polynomial vector fields, and to compute an explicit formula for the number of limit cycles which bifurcate out of the linear centre x′ = −y, y′ = x, when we deal with the system x′ = −y + εPn i+j=1 aijxiyj , y′ = x + εPn i+j=1 aijxiyj . Moreover, by using the second criterion we present a method to derive the shape of the bifurcated limit cycles from a centre. / Mestre

Orientador: Germán Jesus Lozada Cruz / Banca: Alexandre Nolasco de Carvalho / Banca: Waldemar Donizete Bastos / Resumo: Neste trabalho vamos estudar um modelo matemático que descreve as oscilações não lineares de uma ponte suspensa. Este modelo é dado por um sistema de equações diferenciais parciais que estão acopladas. Basicamente, estudaremos a existência e unicidade da solução fraca do sistema. Usaremos a teoria de operadores maximais monótonos para modelo linear e os semigrupos fortemente contínuos de contração para o modelo não linear. / Abstract: In this work we study a mathematical model which describes the nonlinear oscillations of a bridge suspended. This model is given by a system of partial di®erential equations which are coupled. Basically, we study the existence and uniqueness of weak solution of the system. We use the theory of maximal monotone operators to model linear and strongly continuous semigroups of contraction for the nonlinear model. / Mestre

Orientador: Juliana Conceição Precioso Pereira / Banca: Waldemar Donizete Bastos / Banca: Lidiane dos Santos Monteiro Lima / Resumo: Neste trabalho analisamos as equações de Navier-Stokes em R^n, (n≤3) e mostramos boa colocação global, quando a velocidade inicial pertence ao espaço de Morrey e tem norma suficientemente pequena. Mostramos, também, que se o dado inicial é uma função homogênea de grau -1 então as soluções mild são autossimilares. Além disso, apresentamos um resultado de estabilidade assintótica das soluções mild / Abstract: In this work we will analyze the Navier-Stokes equations in R n, (n ≥ 3) and we will show global well-posedness, when the initial velocity belongs to the Morrey space M p, λ and with a sufficiently small norm. We will also show that if the initial data is a homogeneous function of degree −1, then the mild solutions are self-similar. Moreover, we will present an asymptotic stability result of the mild solutions / Mestre

The topological derivative measures the sensitivity of a given shape functional with respect to an infinitesimal singular domain perturbation, such as the insertion of holes, inclusions or source-terms. The topological derivative has been successfully applied in obtaining the optimal topology for a large class of physics and engineering problems. In this work a methodology for the topology optimization of structures under plane strain assumption is presented. The idea is to minimize the structural compliance under volume constraint. Since we are dealing with multiple load-cases, a multi-objective optimization problem is proposed, where the topological sensitivity is obtained as a sum of the topological derivatives associated with each load-case. The volume constraint is imposed through the Augmented Lagrangian Method. The obtained result is used to devise a topology optimization algorithm based on the topological derivative together with a level-set domain representation method. Finally, the proposed methodology is illustrated in a set of finite element-based numerical examples of structural optimization. / A derivada topológica mede a sensibilidade de um dado funcional com respeito a uma perturbação singular infinitesimal no domínio, como a inserção de furos, inclusões ou até mesmo termos fonte. A derivada topológica vem sendo utilizada com sucesso na obtenção da topologia ótima para uma grande classe de problemas da física e da engenharia. Neste trabalho é apresentada uma metodologia de otimização topológica para o problema de elasticidade linear em estado plano de deformação, minimizando a flexibilidade da estrutura submetida a múltiplos casos de carregamentos e atendendo a uma restrição de volume. Para tratamento dos múltiplos casos de carregamento é proposto um problema de otimização multiobjetivo em que a sensibilidade é obtida como a soma das derivadas topológicas para cada caso de carregamento. O método do Lagrangeano Aumentado é utilizado no controle de volume. O resultado obtido é então empregado na construção de um algoritmo de otimização topológica baseado na derivada topológica conjuntamente com uma representação do domínio por função level-set. Finalmente, a metodologia proposta é validada através de diversos experimentos numéricos.

A derivada topológica é um campo escalar que mede a sensibilidade de um dado funcional de forma quando o domínio de definição do problema sofre uma perturbação singular infinitesimal, como a inserção de furos, inclusões ou termos fontes. Este conceito tem sido reconhecido como uma poderosa ferramenta na obtenção da topologia ótima em diversos problemas da física e da engenharia; e vem sendo objeto de estudo em áreas de pesquisa como otimização topológica, processamento de imagens e problemas inversos. No presente trabalho, a derivada topológica é aplicada no contexto de otimização topológica de estruturas em estado plano de tensões, sujeitas a múltiplos casos de carregamento. Em particular,a complacência da estrutura é minimizada com restrição de volume imposta através do método do lagrangeano aumentado. Desde que lida-se com múltiplos casos de carregamento, é proposto um problema de otimização multiobjetivo e a sensibilidade é dada pela soma das derivadas topológicas para cada caso de carregamento. O resultado obtido é então utilizado como direção de descida da função custo em um algoritmo de otimização estrutural baseado na derivada topológica e na representação do domínio por função level-set. Finalmente, são apresentados alguns exemplos numéricos que permitem validar a metodologia proposta. / The topological derivative measures the sensitivity of a given shape functional with respect to an infinitesimal singular domain perturbation, such as the insertion of holes, inclusions or source-terms. The topological derivative has been successfully applied in the treatment of a wide range of problems such as topology optimization, inverse analysis and image processing. In this work the topological derivative is applied in the context of topology optimization of structures under plane stress assumptions and subject to multiple load cases. In particular, the structural compliance is minimized under volume constraint imposed through the Augmented Lagrangian Method. Since we are dealing with multiple load cases, a multi-objective optimization problem is proposed and the topological sensitivity is obtained as a sum of the topological derivatives associated with each load case. The obtained result is used to devise a topology optimization algorithm based on the topological derivative together with a level-set domain representation method. Finally, several finite element-based examples of structural optimization are presented.