Um resultado clássico em Geometria Diferencial, conhecido como teorema de Hadamard, e demonstrado pelo mesmo ([Ha]), estabelece que uma superfície conexa compacta no espaço Euclidiano cujas curvaturas principais são todas positivas é o bordo de um corpo convexo. Em part icular, a superfície é difeomorfa a uma esfera. Neste trabalho apresentamos extensões parciais deste teorema para imersões de codimensão arbitrária e para outros espaços ambientes que o E uclidiano conforme feito em [R]. / A classical result in differential geometry, known as Hadamard's theorem and proved by himself ([Ha]). establishes that a compact connected surface in the Euclidean space whose principal curvatures are everywhere positive is the boundary of a convex body. In particular, the surface is diffeomorphic to a sphere. In this work we present IJartial extensions of this theorem to immersions of arbitrary codimension and to other spaces than the Euclidean one, as clone in [R].

Um resultado clássico em Geometria Diferencial, conhecido como teorema de Hadamard, e demonstrado pelo mesmo ([Ha]), estabelece que uma superfície conexa compacta no espaço Euclidiano cujas curvaturas principais são todas positivas é o bordo de um corpo convexo. Em part icular, a superfície é difeomorfa a uma esfera. Neste trabalho apresentamos extensões parciais deste teorema para imersões de codimensão arbitrária e para outros espaços ambientes que o E uclidiano conforme feito em [R]. / A classical result in differential geometry, known as Hadamard's theorem and proved by himself ([Ha]). establishes that a compact connected surface in the Euclidean space whose principal curvatures are everywhere positive is the boundary of a convex body. In particular, the surface is diffeomorphic to a sphere. In this work we present IJartial extensions of this theorem to immersions of arbitrary codimension and to other spaces than the Euclidean one, as clone in [R].

Tratamos o problema do planejamento periódico de trajetórias: fixados uma trajetória periódica de um sistema afim sem arrasto em um grupo de Lie compacto e conexo G e uma condição inicial em G, encontrar outra trajetória do mesmo sistema satisfazendo a condição inicial dada e que rastreie assintoticamente a trajetória periódica dada. Resolvemos esse problema localmente (para condições iniciais em uma vizinhança de um ponto da trajetória periódica) quando G é semi-simples e o sistema afim é Lie-determinado (i.e. controlável), e apenas para um classe de trajetórias periódicas (as quais denominamos \"regulares\"). Apresentamos por fim um conjunto de condições suficientes para a existência de tais trajetórias. / We treat the periodic motion planning problem: given a periodic trajectory of a control-affine driftless system in a compact and connected Lie group G and an initial condition in G, find another trajectory of the same system satisfying the initial condition given and that asymptotically tracks the periodic trajectory. We solve this problem locally (for initial conditions in a neighborhood of some point of the periodic trajectory) when G is semisimple and the system is Lie-determined (i.e. controllable), and only for a class of periodic trajectories (which we call \"regular\"). Finally we present a set of sufficient conditions to ensure the existence of such trajectories.

[pt] Nesta tese introduzimos a noção de estrutura de Poisson fibrada em um fibrado localmente trivial. Isto é uma estrutura de Poisson no espaço total da fibração com condições naturais de compatibilidade com respeito as fibras e bases de Poisson dadas. Nosso resultado principal é uma receita para produzir estruturas de Poisson fibradas fora de apropriadas (pares de) ações de Poisson de grupos de Lie. Aplicamos este resultado para produzir estruturas de Poisson fibradas com fibra e base uma variedade tórica ou uma órbita coadjunta, aumentando assim a classe de variedades de Poisson compactas com um número finito de folhas simpléticas. / [en] In this thesis we introduce the notion of fibered Poisson structure on a locally trivial fiber bundle. This is a Poisson structure on the total space of the fibration with natural compatibility conditions with respect to the given Poisson base and fiber. Our main result is a recipe to produce fibered Poisson structures out of appropriate (pairs of) Poisson actions of Lie groups. We apply this result to produce fibered Poisson structures with fiber and base either a toric variety or a coadjoint orbit, thus enlarging the class of compact Poisson manifolds with a finite number of symplectic leaves.

In this work we study the geometric aspects of Lie groups from the view point of the Riemannian geometry, by means of invariant geometric structures associated. We present some properties on curvatures of metrics left invariants and bi-invariant one on Lie groups. We also present a treatment of the Lie algebras unimodular, including the tridimensional case. Most of the results studied are from the article of John Milnor: Curvatures of Left Invariant Metrics on Lie Groups. / Neste trabalho estudamos os aspectos geometricos de grupos de Lie, do ponto de vista da geometria Riemanniana, por meio de estruturas geometricas invariantes associadas. Nos apresentamos algumas propriedades de curvaturas com metricas invariante a esquerda e aquelas bi-invariantes em grupos de Lie. Apresentamos tambem um tratamento das algebras de Lie unimodulares, incluindo o caso tridimensional. A maioria dos resultados estudados foram retirados do artigo de John Milnor: Curvatures of Left Invariant Metrics on Lie Groups. / Mestre em Matemática

We will show that the only connected Euclidean spheres admitting a structure of Lie group are S1 and S3, for all n greater than or equal to 1. We will do this through the study of properties of the De Rham cohomology groups of sphere Sn and of compact connected Lie groups. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / Mostraremos que as únicas esferas euclidianas conexas que admitem uma estrutura de grupo de Lie são S1 e S3, para todo n maior ou igual a 1. Faremos isso por intermédio do estudo de propriedades dos grupos de cohomologia de De Rham das esfereas Sn e dos grupos de Lie compactos e conexos.

Made available in DSpace on 2015-05-15T11:45:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 323962 bytes, checksum: b1f72af0670744659eabe72c7c444dc3 (MD5) Previous issue date: 2008-08-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Weierstrass representation of minimal surfaces in R3 and its generalization to Rn shows is a very useful tool in the study of minimal surfaces in these spaces. In this work we want to describe a type Weierstrass representation for immersions simply connected in the group of Heisenberg H3. Using applications harmonics is possible obtain a formula for general representation, type Weierstrass for minimal immersions in manifolds Riemannian simply connected general, is that, useful of point view theoretical, however it is very difficult find solutions explicit. The dimention 3 and the structure of group Lie of the group of Heisenberg H3 allow a description Geometric simple and we can get some classic examples. / A representação deWeierstrass para superfícies mínimas em R3 e sua generalização a Rn mostra-se uma ferramenta muito útil no estudo de superfícies mínimas nestes espaços. Neste trabalho pretendemos descrever uma representação tipo Weierstrass para imersões simplesmente conexas no grupo de Heisenberg H3. Usando aplicações harmónicas é possível obter uma fórmula de representação geral, tipo Weierstrass, para imersões mínimas simplesmente conexas em variedades Riemannianas gerais, isto é útil do ponto de vista teórico, entretanto é muito difícil encontrar soluções explicitas. A dimensão 3 e a estrutura de grupo de Lie do grupo de Heisenberg H3 permitem uma descrição geométrica simples e podemos obter alguns exemplos clássicos.

Made available in DSpace on 2015-05-15T11:46:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 816279 bytes, checksum: 28c5081e37dbd539abb463a0ed89b87c (MD5) Previous issue date: 2012-07-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this paper we studied surfaces with constant mean curvature and surfaces with constant Gaussian curvature in the Sol space which are invariant under the action of two one-parameter subgroups of isometries of the ambient space. Furthermore, we classify the surfaces that satisfy a relationship of type k1 = mk2, where k1 and k2 are the principal curvatures of the surface and m ∈ R. / O presente trabalho aborda um estudo das superfícies com curvatura média constante e das superfícies com curvatura Gaussiana constante no espaço Sol que são invariantes sob a ação de dois grupos a 1-parâmetro de isometrias do espaço ambiente. Além disso, classificamos as superfícies que satisfazem uma relação do tipo k1 = mk2, onde k1 e k2 são as curvaturas principais da superfície e m ∈ R.

[ES] El principal objetivo de esta tesis es el estudio de flujos térmicos turbulentos en canales para obtener un mayor conocimiento sobre el fenómeno de la turbulencia. Para ello, se ha realizado un estudio desde el punto de vista de la mecánica de fluidos computacional, en concreto, se ha utilizado la técnica de las simulaciones numéricas directas (DNS de sus siglas en inglés). La idea principal de las simulaciones realizadas ha sido ampliar el estado del arte actual, en lo referente a los dos parámetros principales que caracterizan el flujo: el número de Reynolds de fricción, Reτ, y el número de Prandtl, Pr. Dos configuraciones del flujo han sido utilizadas: flujo de Poiseuille y flujo de Couette, siendo la primera el principal foco del estudio. En cuanto al campo de temperaturas, se ha utilizado una condición de contorno mixta y se ha considerado como un escalar pasivo. Así pues, los números de Reynolds de fricción simulados para un flujo de Poisuille han sido Reτ = 500, 1000 y 2000, para números de Prandtl que varían desde 0.007 (metales fundidos) hasta 10 (agua), pasando por 0.71 que es el valor más utilizado por ser éste el número de Prandtl del aire. Además, se ha realizado una simulación con Reτ = 5000 y Pr = 0.71, la cual es la DNS térmica con el número de Reynolds de fricción más alto hasta la fecha. Destacar que para los números de Prandtl más altos, se ha observado que el valor máximo de la varianza de la temperatura es constante. Esto tiene un importante beneficio en el escalado cerca de la pared de los términos de disipación y difusión viscosa del balance de energía de θ′'+. Por último en lo referente a simulaciones de flujos de Poiseuille, se ha estudiado el caso isotérmico con Reτ = 10000, la cual es la mayor DNS de un canal turbulento, obteniendo por primera vez en una DNS una capa logarítmica perfectamente desarrollada en el campo de velocidades. Un estudio teórico, basado en las simetrías de Lie, ha sido llevado a cabo en paralelo a las simulaciones. El principal objetivo ha sido la generación de leyes de escaldo, basadas en primeros principios, del campo de velocidades, temperatura y momentos de altos órdenes de ambos campos. El resultado es que para números de Reynolds y Péclet suficientemente altos, dichos campos escalan como leyes de defecto de funciones de potencia de la distancia de la pared en el centro del canal. De la misma forma, se ha obtenido un escalado de la velocidad en la capa logarítmica para el caso de Reτ = 10000, obteniendo la clásica función logarítmica para la velocidad media y una función potencial para los momentos de órdenes superiores. Las leyes de escalado han sido validadas con los datos obtenidos en las DNS, obteniendo una precisión excelente. Por último, se han realizado una simulaciones de flujo de Couette con el número de Prandtl de aire, Pr = 0.71, y números de Reynolds de fricción de valores Reτ = 180, 250 y 500. El principal objetivo era el estudio de las estructuras coherentes que se forman en estos flujos de Couette. En concreto, se ha visto que las intensidades turbulentas dependen del número y tamaño de las estructuras. Es por ello que se necesita como mínimo una anchura del dominio computacional de 6πh para que las estadísticas sean independientes. Una última serie de simulaciones ha sido llevada a cabo considerando flujo estratificado. El objetivo era estudiar si las estructuras de Couette persisten en este tipo de flujos. Para un Reτ = 500 y el número de Prandtl de aire, Pr = 0.71, se han tomado valores del número de Richardson de fricción, Riτ = 0.5, 1.65 y 2.90. Para los dos casos con el número de Richardson de fricción más alto, las estructuras del flujo de Couette se debilitan hasta el punto de ser casi inexistentes. Las principales estadísticas de las simulaciones se encuentran disponibles en la base de datos del grupo de investigación, la cual está abierta a la comunidad científica y se puede acceder desde el siguiente enlace http://personales.upv.es/serhocal/ / [CA] El principal objectiu d'aquesta tesis és l'estudi de fluids tèrmics turbulents en canals per obtenir un major coneixement sobre el fenomen de la turbulència. Per a això, s'ha realitzat un estudi des de el punt de vista de la mecànica de fluids computacional, més concretament, s'ha utilitzat la tècnica de les simulacions numèriques directes (DNS de les seues sigles en anglès). La idea principal de les simulacions realitzades ha sigut ampliar l'estat de l'art actual, en lo referent al dos paràmetres principals que caracteritzen un flux: el número de Reynolds de fricció, Reτ , i el número de Prandtl, Pr. Dos configuracions del fluid han sigut utilitzades: flux de Poiseuille i flux de Couette, sent la primera el principal focus de l'estudi. En quant al camp de temperatures, s'ha utilitzat una condició de contorn mixta i s'ha considerat com a un escalar passiu. Així doncs, els primers números de Reynolds de fricció simulats per a un flux de Poisuille han sigut Reτ = 500, 1000 i 2000, per a números de Prandtl que varien des de 0.007 (metalls fosos) fins 10 (aigua), passant per 0.71 que és el valor més utilitzat per se aquest el número de Prandtl de l'aire. A més, s'ha realitzat una simulació con Reτ = 5000 i Pr = 0.71, la qual és la DNS tèrmica con el número de Reynolds de fricció més alt fins avui. Destacar que per a números de Prandtl més alts, s'ha observat que el valor màxim de la variància de la temperatura és constant. Això té un important benefici en l'escalat cerca de la paret dels terminis de dissipació i difusió viscosa del balanç d'energia de θ′'+. Per últim, en lo referent a simulacions de fluxos de Poiseuille, s'ha estudiat el cas isotèrmic amb Reτ = 10000, el qual és el major DNS de un canal turbulent, obtenint per primera vegada en una DNS una capa logarítmica perfectament desenvolupada en el camp de les velocitats. Un estudi teòric , basat en les simetries de Lie, ha sigut portat a terme en paral·lel a les simulacions. El principal objectiu ha sigut la generació de lleis d'escalat, basades en primers principis, del camp de velocitats, temperatura i els moments d'altos ordres de ambdós camps. El resultat és que per a números de Reynolds i Péclet suficientment alts, aquests camps escalen com lleis de defecte de funcions de potència de la distància de la paret en el centre del canal. De la mateixa manera, s'ha obtingut un escalat de la velocitat en la capa logarítmica per al caso de Reτ = 10000, obtenint la clàssica funció logarítmica per a la velocitat mitjana i una funció potencial per als moments d'ordres superiors. Les lleis d'escalat han sigut validades amb les dades obtingudes en les DNS, obtenint una precisió excel·lent. Per últim, s'ha realitzat una simulació de fluxos de Couette amb el número de Prandtl d l'aire, Pr = 0.71, i números de Reynolds de fricció de valors Reτ = 180, 250 i 500. El principal objectiu era l'estudi de les estructures coherents que es formen en aquests fluxos de Couette. Concretament, s'ha vist que les intensitats turbulentes depenen del número i mesura de les estructures. Es per això que es necessita com a mínim una amplada del domini computacional de 6π h per a que les estadístiques siguin independents. Una última sèrie de simulacions ha sigut feta considerant el flux estratificat. L'objectiu era estudiar si les estructures de Couette persisteixen en aquest tipus de fluxos. Per a un Reτ = 500 i el número de Prandtl d'aire, Pr = 0.71, s'han agafat valors del número de Richardson de fricció, Riτ = 0.5, 1.65 i 2.90. Per als dos casos amb el número de Richardson de fricció més alt, les estructures de flux de Couette es debiliten fins al punt de ser casi inexistents. Les principals estadístiques de les simulacions es troben disponibles en les bases de dades del grup d'investigació, el qual està obert a la comunitat científica i es pot accedir des de el següent enllaç http://personales.upv.es/serhocal/ / [EN] The main objective of this thesis is the study of thermal turbulent channel flows to obtain a greater knowledge about the phenomenon of turbulence. For this, a study has been carried out from the point of view of computational fluid mechanics, specifically, the technique of direct numerical simulations (DNS) has been used. The main idea of the simulations conducted has been to expand the current state of the art, in relation to the two main parameters that characterize the flow: the friction Reynolds number, Reτ, and the Prandtl number, Pr. Two flow configurations have been used: Poiseuille flow and Couette flow, the former being the main focus of the study. Regarding the temperature field, a mixed boundary condition has been used and it has been considered as a passive scalar. Thus, the simulated friction Reynolds numbers for a Poisuille flow have been Reτ = 500, 1000 and 2000, for Prandtl numbers that vary from 0.007 (molten metals) to 10 (water), passing through 0.71 which is the value more used because this is the Prandtl number of the air. In addition, a simulation has been carried out with Reτ = 5000 and Pr = 0.71, which is the thermal DNS with the highest friction Reynolds number to date. It should be noted that for the highest Prandtl numbers, it has been observed that the maximum value of the variance of the temperature is constant. This has an important benefit in scaling near the wall of the dissipation and viscous diffusion budget terms of the τ'+. Finally, with regard to Poiseuille flow simulations, the isothermal case has been studied with Reτ = 10000, which is the highest DNS of a turbulent channel flow, obtaining for the first time in a DNS a perfectly developed logarithmic layer in the velocity field. A theoretical study, based on Lie symmetries, has been carried out in parallel to the simulations. The main objective has been the generation of scald laws, based on first principles, of the field of velocity, temperature and high order moments of both fields. The result is that for sufficiently high Reynolds and Péclet numbers, these fields scale as defect laws of power functions of the distance to the wall in the center of the channel. In the same way, a scaling of the speed in the logarithmic layer has been obtained for the case of Reτ = 10000, obtaining the classic logarithmic function for the average velocity and a potential function for the moments of higher orders. The scaling laws have been validated with the data obtained in the DNS, obtaining excellent precision. Finally, a set of Couette flow simulations have been carried out with the Prandtl number of air, Pr = 0.71, and Reynolds friction numbers of Reτ = 180, 250 and 500. The main objective was the study of coherent structures that are formed in these Couette flows. Specifically, it has been seen that turbulent intensities depend on the number and size of the structures. For this reason, a minimum width of the computational domain of 6πh is required for the statistics to be independent. A last series of simulations has been carried out considering stratified flow. The objective was to study whether Couette structures persist in this type of flow. Thus, for a Reτ = 500 and the Prandtl number of air, Pr = 0.71, the values of the friction Richardson number have been varied according to, Riτ = 0.5, 1.65 and 2.90, for each simulation. For the two cases with the highest friction Richardson number, the Couette flow structures weaken to the point of being almost non-existent. The main statistics of the simulations are available in the research group's database, which is open to the scientific community and can be accessed from the following link http://personales.upv.es/serhocal/ / Esta tesis ha recibido la ayuda de MINECO/FEDER proyecto ENE2015-71333-R. / Alcántara Ávila, F. (2021). Study of the Thermal Field of Turbulent Channel Flows Via Direct Numerical Simulations [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/180122