Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2012-04-18T18:39:14Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_AlgoritmoGeneticoRetroviral.pdf: 1324609 bytes, checksum: 8b0c69640d1bb134e91a97c15589b73b (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos(edisangela@ufpa.br) on 2012-04-18T18:40:51Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_AlgoritmoGeneticoRetroviral.pdf: 1324609 bytes, checksum: 8b0c69640d1bb134e91a97c15589b73b (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-18T18:40:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_AlgoritmoGeneticoRetroviral.pdf: 1324609 bytes, checksum: 8b0c69640d1bb134e91a97c15589b73b (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Este trabalho tem como objetivo apresentar o desenvolvimento de uma metaheurística híbrida baseada no ciclo de vida viral, mais especificamente dos Retrovírus, que fazem parte do grupo dos seres que evoluem mais rápido na natureza. Este algoritmo é denominado Algoritmo Genético Retroviral Iterativo (AGRI) e para embasamento computacional são utilizados conceitos de Algoritmo Genético (AG) e biológico características de replicação e evolução retroviral, o que proporciona uma grande diversidade genética o que aumenta a probabilidade para encontrar a solução, fato este confirmado através de melhores resultados obtidos pelo AGRI em relação ao AG. / This work presents the development of a hybrid meta-heuristic based on the viral life cycle, specifically from Retroviruses, which are part of nature’s swiftest forms. This algorithm is called Retroviral Iterative Genetic Algorithm (RIGA) and uses as computational basement Genetic Algorithm (GA) and biological basement retroviral replication characteristics, which provides a great diversity increasing the probability to find the solution, what is confirmed by better results obtained by AGRI than AG.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-06-06T13:21:41Z No. of bitstreams: 1 joaovitordesahauck.pdf: 33226275 bytes, checksum: b7a8ed469369e9bbccd22738ced13ab0 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-06-06T14:07:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 joaovitordesahauck.pdf: 33226275 bytes, checksum: b7a8ed469369e9bbccd22738ced13ab0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T14:07:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 joaovitordesahauck.pdf: 33226275 bytes, checksum: b7a8ed469369e9bbccd22738ced13ab0 (MD5) Previous issue date: 2015 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Malhas com restrições no comprimento das arestas são úteis para diversas aplicações, especialmente para simulações de processos químicos e físicos. Este trabalho apresenta um método iterativo para remalhar uma malha triangular arbitraria de variedade 2 em uma malha com o comprimento de todas as arestas dentro de um intervalo de restrição definido pelo usuário. O método usa operações estelares para ajustar a quantidade de vértices e triângulos no modelo e para melhorar a valência dos vértices. Ele também aplica o operador Laplaciano em um espaço paramétrico local para melhorar a distribuição de vértices sobre a superfície. Propõe-se, uma otimização não linear, aplicada localmente, para os casos em que a malha é praticamente regular. Perdas geométricas são evitadas pela realização de uma projeção sobre a superfície original. O método proposto resulta em uma malha praticamente regular, com os vértices distribuídos uniformemente sobre a superfície. A dual da malha é usada em simulações de nano estruturas de carbono como uma aplicação do método. A principal contribuição deste trabalho é uma nova abordagem para restringir explicitamente o comprimento das arestas em um intervalo dado. Nosso método ainda garante baixa perda global de geometria e baixo custo de memória em comparação com métodos disponíveis na literatura. / Meshes with constraints in the edge length are useful for several applications, spe-cially for chemical and physical simulations. This work presents an iterative method for remeshing an arbitrary triangular 2-manifold mesh into a mesh with all edge lengths within an user-defined constraining interval. The method uses stellar operations to adjust the amount of vertices and triangles in the model and for improving the valence of the vertices. It also applies the Laplacian operator in a local parametric space to improve the distribution of the vertices over the surface. We propose a nonlinear optimization, locally applied, for cases in which the mesh is almost regular. Geometric losses are prevented by performing a projection over the original surface. Our method results in a nearly regu-lar mesh, with vertices uniformly distributed over the surface. The dual of the mesh is used in simulations of carbon nanostructures as an application of the method. The main contribution of this work is a new approach for constraining the edge length within an explicitly given interval. Our method also ensures lower global geometry losses and lower memory cost in comparison to methods available in the literature.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2018-06-29T15:51:42Z No. of bitstreams: 0 / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-07-03T15:49:10Z (GMT) No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2018-07-03T15:49:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2018-03-27 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho será proposto um método de acoplamento iterativo de interface com um esquema de subcycling no tempo eficiente e preciso. Este será aplicado a pro-blemas do tipo sólido-fluido discretizados, respectivamente, pelos métodos dos elementos finitos clássico (MEF) e espectral (MEFE). Adicionalmente, será proposta uma melhoria no esquema de subcycling, de modo que para convergir não sejam necessários métodos de relaxação. Aplicando o MEFE em subdomínios com geometrias pouco distorcidas, pode-se usufruir da alta precisão numérica com baixo custo de armazenamento oferecidos pelo método ao mesmo tempo em que é possível aplicar o MEF aos subdomínios com geometrias complexas, acrescentando versatilidade ao método. Diferentes exemplos nu-méricos são apresentados e analisados para demonstrar a precisão e a potencialidade das formulações numéricas propostas. / In this work, an iterative interface coupling method with an efficient and precise time subcycling scheme is proposed. It is applied to solid-fluid type problems discretized respectively by classical finite element method (FEM) and spectral finite element method (SFEM), additionally, an improvement in the subcycling scheme is proposed so as not to require relaxation methods to converge. Applying the SFEM in subdomains with low distorted geometries one can take advantage of the high numerical precision with low cost of storage offered by the method, while it is possible to apply the FEM in subdomains with complex geometries, adding versatility to the method. Many numerical examples are presented and analyzed here to show the accuracy and potentiality of the proposed numerical formulations.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:25:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao_marieli_sallet.pdf: 231023 bytes, checksum: f445526b62fbfcde40fb1bc5ca90923a (MD5) Previous issue date: 2007-02-23 / Currently, the search for analytical solutions for the dispersion problems is one of the main research subjects in the pollutant dispersion modeling. These solutions become important due to the intention to obtain dispersion models that generate reliable results in a small computational time, which are of great interest for regulatory air quality applications. Lagrangian particle models are an important and effective tool to simulate the atmospheric dispersion of airborne pollutants. These models are based on the Langevin equation, which is derived from the hypothesis that the velocity is given by the combination between a deterministic term and a stochastic term. In this work is presented a new Lagrangian particle model to simulate the pollutant dispersion in low wind speed conditions. During low wind speed, the diffusion of a pollutant in the planetary boundary layer (PBL) is indefinite and it has been observed that the plume is subject to a great deal of horizontal undulations, which are called plume meandering. The method proposed leads to a stochastic integral equation whose solution has been obtained through the Method of Successive Approximations or Picard s Iteration Method. The integral equation is written in terms of the real and imaginary parts of the complex function before performing the multiplication of the integrating factor, expressed by the Euler formula, inside and outside of the integral solution. To take account the meandering effect, the Frenkiel s Eulerian autocorrelation functions for low wind conditions is included naturally in the model. The new approach has been evaluated through the comparison with experimental data and other different dispersion models. Particularly, the results obtained by the model agree very well with the experimental data, indicating the model represents the dispersion process correctly in low wind speed conditions. It is also possible to verify that the new model results are better than ones obtained by the other models. The analytical feature of the technique and the natural inclusion of the Frenkiel s Eulerian autocorrelation function become the model more accurate than other models. / Atualmente, a busca por soluções analíticas para os problemas de dispersão é um dos principais assuntos de pesquisa na modelagem da dispersão de poluentes. Estas soluções tornam-se importantes devido à intenção de obter modelos de dispersão que geram resultados confiáveis em um tempo computacional pequeno, que são de grande interesse para aplicações no controle da qualidade do ar. Modelos de partícula Lagrangeano são uma ferramenta importante e eficaz para simular a dispersão atmosférica de poluentes do ar. Esses modelos são baseados na equação de Langevin, que é derivada da hipótese que a velocidade é dada por uma combinação entre um termo determinístico e um termo estocástico. Neste trabalho é apresentado um novo modelo de partícula Lagrangeano para simular a dispersão de poluentes em condições de velocidade de vento fraco. Durante a velocidade de vento fraco, a difusão de um poluente na Camada Limite Planetária (CLP) é indefinida e tem sido observado que a pluma está sujeita a grandes ondulações horizontais, que são chamadas meandro do vento. O método proposto leva a uma equação integral estocástica cuja solução é obtida através do Método das Aproximações Sucessivas ou Método Iterativo de Picard. A equação integral é escrita em termos das partes real e imaginária da função complexa antes de realizar a multiplicação do fator integrante, expresso pela fórmula de Euler, dentro e fora da solução integral. Para considerar o efeito do meandro, as funções de autocorrelação Euleriana de Frenkiel para condições de vento fraco são incluídas naturalmente no modelo. A nova aproximação foi avaliada através da comparação com dados experimentais e outros diferentes modelos de dispersão. Particularmente, os resultados obtidos pelo modelo concordam muito bem com os dados experimentais, indicando que o modelo representa o processo de dispersão corretamente em condições de velocidade de vento fraco. Também é possível verificar que os resultados do novo modelo são melhores do que os obtidos pelos outros modelos. A característica analítica da técnica e a inclusão natural da função de autocorrelação Euleriana de Frenkiel tornam o modelo mais exato que os outros modelos.

[pt] Os estudos entre a interação do fluxo de fluido e a deformação do meio poroso têm sido realizados com o objetivo de explicar alguns fenômenos que ocorrem ao longo da produção/injeção de fluidos, e assim obter uma simulação de reservatórios cada vez mais precisa. A solução ideal para o problema é implementar um esquema, onde as leis que governam o fluxo e analise de tensões sejam obedecidas simultaneamente em cada intervalo de tempo. Este trabalho apresenta os resultados de um código (programado em C positivo positivo) que permite acoplar um simulador de fluxo convencional (ECLIPSE) e um programa que permite analisar tensões e deslocamentos (Abaqus /CAE). O objetivo deste trabalho é validar varias soluções para resolver um problema usando os diferentes tipos de acoplamento, que juntamente com uma filosofia empregada nas principais formulações permite dar respostas similares aquelas do acoplamento total. São apresentadas as formas de acoplamento e a formulação empregada em cada um dos esquemas usados. Os resultados obtidos pelos esquemas são comparados em termos de fluxo e tensões e deslocamentos a partir de modelos tridimensionais. / [en] Studies between the interaction of fluid flow and deformation of porous media have been carried out with the aim of explaining some phenomena that occur along the production/injection of fluids, thereby obtaining a more accurate reservoir simulation. The ideal solution for this problem is to implement a scheme where laws governing the flow and stress analysis are met simultaneously at each time interval. This dissertation presents the results of a computer code (programmed in C positive positive) that allows the coupling of a conventional reservoir simulator (ECLIPSE) and a stress-displacement finite element based program (Abaqus /CAE). This work presents the use of various coupling schemes for the solution of a synthetic case, in particular the use of a methodology that generates results very close to the ones predicted from the use of fully coupled methods. The results obtained by the different coupling schemes are compared in terms of fluid pressure, stress and displacement responses for synthetic three-dimensional models.

[pt] Imprescindível para quaisquer aplicações de visão computacional ou realidade aumentada, a calibração de câmera é o processo no qual se obtém os parâmetros intrínsecos e extrínsecos da câmera, tais como distância focal, ponto principal e valores que mensuram a distorção ótica da lente. Atualmente o método mais utilizado para calibrar uma câmera envolve o uso de imagens de um padrão planar em diferentes perspectivas, a partir das quais se extrai pontos de controle para montar um sistema de equações lineares cuja solução representa os parâmetros da câmera, que são otimizados com base no erro de reprojeção 2D. Neste trabalho, foi escolhido o padrão de calibração aneliforme por oferecer maior precisão na detecção dos pontos de controle. Ao aplicarmos técnicas como transformação frontal-paralela, refinamento iterativo dos pontos de controle e segmentação adaptativa de elipses, nossa abordagem apresentou melhoria no resultado do processo de calibração. Além disso, propomos estender o modelo de otimização ao redefinir a função objetivo, considerando não somente o erro de reprojeção 2D, mas também o erro de colinearidade 2D. / [en] Crucial for any computer vision or augmented reality application, the camera calibration is the process in which one gets the intrinsics and the extrinsics parameters of a camera, such as focal length, principal point and distortions values. Nowadays, the most used method to deploy the calibration comprises the use of images of a planar pattern in different perspectives, in order to extract control points to set up a system of linear equations whose solution represents the camera parameters, followed by an optimization based on the 2D reprojection error. In this work, the ring calibration pattern was chosen because it offers higher accuracy on the detection of control points. Upon application of techniques such as fronto-parallel transformation, iterative refinement of the control points and adaptative segmentation of ellipses, our approach has reached improvements in the result of the calibration process. Furthermore, we proposed extend the optimization model by modifying the objective function, regarding not only the 2D reprojection error but also the 2D collinearity error.

Neste trabalho desenvolvemos duas séries de EODs operando em regime simultâneo de modulação das componentes de fase e de amplitude de uma frente de luz (Modulação Complexa Completa MCC). A primeira destas séries foi constituída por Hologramas de Fourier calculados através do Algoritmo Iterativo da Transformada de Fourier (Iterative Fourier Transform Algorithm IFTA) e a segunda, por Hologramad de Fresnel cujo cálculo da propagação da luz foi obtido por filmagem linear espacial proveniente da solução da Equação de Helmholtz no domínio da frequência. Nos dois casos, a Modulação Complexa Completa foi implementada fisicamente empregando, para realizar a modulação de fase, um micro-relevo gravado em um filme de DLC (Diamond Like Carbon) depositado sobre um substrato de vidro. Sobre este relevo foi implementada a modulação de amplitude, através da deposição de um filme de alumínio, no qual foram realizadas micro-aberturas diferentes cujas áreas eram proporcionais à amplitude em cada pixel. Nos Hologramas de Fourier, uma diferente espessura do filme DLC localizada sobre cada pixel foi responsável pela modulação do valor de fase relativo àquele ponto. Nos Hologramas de Fresnel, a combinação de duas espessuras diferentes do filme de DLC em cada pixel foi responsável pela modulação do valor de fase relativo a cada ponto. Os elementos foram caracterizados física e opticamente e produziram imagens de reconstrução totalmente livres de ruídos do tipo speckle. Também em caráter de avaliação dos resultados foi efetuada a comparação entre as imagens de reconstrução óptica produzidas pelos Hologramas de Fresnel com MCC com as produzidas por Hologramas de Fresnel convencionais em regime de modulação de fase. / In this work, we developed two sets of DOESs able to modulate both phase and amplitude components of light simultaneously (Complete Complex Modulation CCM). The first set is composed of Fourier Holograms calculated by Iteractive Fourier Transform Algorithm (IFTA). The second set is composed by Fresnel Holograms, which light propagation was calculated by spatial linear filtering obtained from the solution of the Helmholtz Equation in the frequency domain. In both cases, Complete Complex Modulation was physically implemented by a micro-relief, for phase modulation, recorded on a Diamond Like Carbon (DLC) film deposited on a glass substrate. Amplitude modulation was implemented on a aluminum fim layer deposited on this relief. In this layer, micro-appertures proportional to the amplitude on each pixel, were recorded. Phase modulation in each pixel of the Fourier Holograms was achivied by different thicknesses of the DLC film. For Fresnel Holograms, phase modulation was achieved by combining two different thicknesses of DLC film inside each pixel. The elements were physically and optically characterized and produced reconstruction images completly free of speckle like noise. The optical reconstruction images produced from Fresnel Holograms working in CCM regime and convencional phase-only modulated Fourier Holograms were compared.

A Holografia Computacional é uma técnica bem conhecida que permite a realização de uma grande variedade de Elementos Ópticos Difrativos. Elementos Ópticos Difrativos são dispositivos ópticos \"moldadores\" de onda projetados com base nas propriedades de difração de suas interfaces micro-estruturadas (ou de seus variáveis índices de refração). Considerando-se sua vasta escala de tecnologias de integração e repetição, usadas na fabricação de circuitos micro-eletrônicos, eles possuem um baixo custo de fabricação. Neste trabalho, o Algoritmo Iterativo da Transformada de Fourier foi aplicado para o cálculo de hologramas de Fourier binários destinados à modelagem da luz laser. A finalidade foi simular as propriedades dos elementos, considerando algumas distribuições luminosas desejadas, e gerar o \"layout\" das máscaras de fabricação destes hologramas. Urna das implementações realizadas, para que os resultados fossem melhorados durante as iterações, foi o cálculo de uma correção na janela de reconstrução que considera o erro de amplitude da reconstrução anterior. A possibilidade de visualizar as reconstruções binárias também é demonstrada, onde o olho humano é tratado como uma lente de Fourier. Um dispositivo óptico difrativo híbrido com perfil binário e contínuo, capaz de dividir um feixe de laser monocromático em um número arbitrário de linhas com um alto ângulo também é apresentado. Hologramas de Fourier de fase contínua e com 4 níveis de fase são implementados utilizando-se o Algoritmo Iterativo da Transformada de Fourier. Cálculos para a geração de hologramas de fase de Fresnel são realizados, combinando o Algoritmo Iterativo da Transformada de Fourier com a propagação da luz no espaço livre. / The Computer Holography is a well known technique that enables one to realize a wide range of Diffractive Optical Elements. Diffractive Optical Elements are optical waveshaping devices designed with base on the diffraction properties of their microstructured interfaces (or refractive-index gradients). They have potential low fabrication cost, considering their very large scale integration and replication technologies used in the fabrication of microelectronics circuits. In this work, the Iterative Fourier Transform Algorithm was applied for the calculation of binary computer generated Fourier holograrns for laser beam shaping. The purpose was to simulate the elements proprieties considering some desired light distributions and to generate the fabrication masks Iayout of these holograms. One of the implementations, performed to improve the results during the iterations, was the calculation of a amplitude correction in the reconstruction window that considers the amplitude error from the previous reconstruction. The possibility to visualize the binary holograms reconstructions is also demonstred, where the human eye is treated as a Fourier lens. A hybrid binary and continuous profile diffractive optical device capable of splitting a monochromatic laser beam into an arbitrary number of tines over wide angle is also presented. Continuous phase and four phase levels Fourier holograms are implemented using the lterative Fourier Transform Algorithm. Fresnel phase holograms calculations are performed by combining the Iterative Fourier Transform Algorithm with the free space light propagation.

A necessidade de obter solução de grandes sistemas lineares resultantes de processos de discretização de equações diferenciais parciais provenientes da modelagem de diferentes fenômenos físicos conduz à busca de técnicas numéricas escaláveis. Métodos multigrid são classificados como algoritmos escaláveis.Um estimador de erros deve estar associado à solução numérica do problema discreto de modo a propiciar a adequada avaliação da solução obtida pelo processo de aproximação. Nesse contexto, a presente tese caracteriza-se pela proposta de reutilização das estruturas matriciais hierárquicas de operadores de transferência e restrição dos métodos multigrid algébricos para acelerar o tempo de solução dos sistemas lineares associados à equação do transporte de contaminantes em meio poroso saturado. Adicionalmente, caracteriza-se pela implementação das estimativas residuais para os problemas que envolvem dados constantes ou não constantes, os regimes de pequena ou grande advecção e pela proposta de utilização das estimativas residuais associadas ao termo de fonte e à condição inicial para construir procedimentos adaptativos para os dados do problema. O desenvolvimento dos códigos do método de elementos finitos, do estimador residual e dos procedimentos adaptativos foram baseados no projeto FEniCS, utilizando a linguagem de programação PYTHONR e desenvolvidos na plataforma Eclipse. A implementação dos métodos multigrid algébricos com reutilização considera a biblioteca PyAMG. Baseado na reutilização das estruturas hierárquicas, os métodos multigrid com reutilização com parâmetro fixo e automática são propostos, e esses conceitos são estendidos para os métodos iterativos não-estacionários tais como GMRES e BICGSTAB. Os resultados numéricos mostraram que o estimador residual captura o comportamento do erro real da solução numérica, e fornece algoritmos adaptativos para os dados cuja malha retornada produz uma solução numérica similar à uma malha uniforme com mais elementos. Adicionalmente, os métodos com reutilização são mais rápidos que os métodos que não empregam o processo de reutilização de estruturas. Além disso, a eficiência dos métodos com reutilização também pode ser observada na solução do problema auxiliar, o qual é necessário para obtenção das estimativas residuais para o regime de grande advecção. Esses resultados englobam tanto os métodos multigrid algébricos do tipo SA quanto os métodos pré-condicionados por métodos multigrid algébrico SA, e envolvem o transporte de contaminantes em regime de pequena e grande advecção, malhas estruturadas e não estruturadas, problemas bidimensionais, problemas tridimensionais e domínios com diferentes escalas. / The need for solving large linear systems arising from the discretization of partial differential equations modelling physical phenomena motivates the search for scalable numerical techniques. Multigrid algorithms are instances of such techniques.In order to provide a suitable assessment of the solution obtained by such algorithms, an error estimator must be associated to the numerical solution of the discretized problem. In this context, this thesis proposes the reutilization of the hierarchical matrix structures of transfer operators and the restriction to algebraic multigrid methods to speed up the process of solving the linear systems associated with the contaminant transport equation in saturated porous media. In addition, it features the implementation of residual estimates for problems involving constant or non-constant data, the regimes of small- or large-scale advection and the proposal of employing the residual estimates associated to the source term and to the initial condition to build adaptive procedures for the problem data. The development of the computer codes of the finite element method, residual estimator and adaptive procedures were based on the FEniCS project, using the programming language PYTHONR and developed on the Eclipse platform. The implementation of the algebraic methods with reutilization relied upon the libray PyAMG. Grounding on the idea of reutilizing the hierarchical structures, fixed and automatic parameters multigrid methods were proposed and extended to non-stationary iterative methods such as GMRES and BICGSTAB. The numerical results demonstrate that the residual estimator captures the behavior of the real error of the numerical solution, and provide adaptive algorithms for the data whose output mesh yields a numerical solution alike to that obtained from a uniform mesh with more elements. Moreover, the methods with reutilization are faster than those that do not reuse the structures. Besides, the efficiency of such methods can also be observed in the solution of an auxiliary problem, which is necessary for deriving the residual estimates in the regime of large-scale advection. These results encompass both the type SA algebraic multigrid method and those pre-conditioned by them. Moreover, they involve the transport of contaminants in regime of small- and large-scale advection, structured and non-structured meshes, bi- and tridimensional problems and domains with different scales.

A necessidade de obter solução de grandes sistemas lineares resultantes de processos de discretização de equações diferenciais parciais provenientes da modelagem de diferentes fenômenos físicos conduz à busca de técnicas numéricas escaláveis. Métodos multigrid são classificados como algoritmos escaláveis.Um estimador de erros deve estar associado à solução numérica do problema discreto de modo a propiciar a adequada avaliação da solução obtida pelo processo de aproximação. Nesse contexto, a presente tese caracteriza-se pela proposta de reutilização das estruturas matriciais hierárquicas de operadores de transferência e restrição dos métodos multigrid algébricos para acelerar o tempo de solução dos sistemas lineares associados à equação do transporte de contaminantes em meio poroso saturado. Adicionalmente, caracteriza-se pela implementação das estimativas residuais para os problemas que envolvem dados constantes ou não constantes, os regimes de pequena ou grande advecção e pela proposta de utilização das estimativas residuais associadas ao termo de fonte e à condição inicial para construir procedimentos adaptativos para os dados do problema. O desenvolvimento dos códigos do método de elementos finitos, do estimador residual e dos procedimentos adaptativos foram baseados no projeto FEniCS, utilizando a linguagem de programação PYTHONR e desenvolvidos na plataforma Eclipse. A implementação dos métodos multigrid algébricos com reutilização considera a biblioteca PyAMG. Baseado na reutilização das estruturas hierárquicas, os métodos multigrid com reutilização com parâmetro fixo e automática são propostos, e esses conceitos são estendidos para os métodos iterativos não-estacionários tais como GMRES e BICGSTAB. Os resultados numéricos mostraram que o estimador residual captura o comportamento do erro real da solução numérica, e fornece algoritmos adaptativos para os dados cuja malha retornada produz uma solução numérica similar à uma malha uniforme com mais elementos. Adicionalmente, os métodos com reutilização são mais rápidos que os métodos que não empregam o processo de reutilização de estruturas. Além disso, a eficiência dos métodos com reutilização também pode ser observada na solução do problema auxiliar, o qual é necessário para obtenção das estimativas residuais para o regime de grande advecção. Esses resultados englobam tanto os métodos multigrid algébricos do tipo SA quanto os métodos pré-condicionados por métodos multigrid algébrico SA, e envolvem o transporte de contaminantes em regime de pequena e grande advecção, malhas estruturadas e não estruturadas, problemas bidimensionais, problemas tridimensionais e domínios com diferentes escalas. / The need for solving large linear systems arising from the discretization of partial differential equations modelling physical phenomena motivates the search for scalable numerical techniques. Multigrid algorithms are instances of such techniques.In order to provide a suitable assessment of the solution obtained by such algorithms, an error estimator must be associated to the numerical solution of the discretized problem. In this context, this thesis proposes the reutilization of the hierarchical matrix structures of transfer operators and the restriction to algebraic multigrid methods to speed up the process of solving the linear systems associated with the contaminant transport equation in saturated porous media. In addition, it features the implementation of residual estimates for problems involving constant or non-constant data, the regimes of small- or large-scale advection and the proposal of employing the residual estimates associated to the source term and to the initial condition to build adaptive procedures for the problem data. The development of the computer codes of the finite element method, residual estimator and adaptive procedures were based on the FEniCS project, using the programming language PYTHONR and developed on the Eclipse platform. The implementation of the algebraic methods with reutilization relied upon the libray PyAMG. Grounding on the idea of reutilizing the hierarchical structures, fixed and automatic parameters multigrid methods were proposed and extended to non-stationary iterative methods such as GMRES and BICGSTAB. The numerical results demonstrate that the residual estimator captures the behavior of the real error of the numerical solution, and provide adaptive algorithms for the data whose output mesh yields a numerical solution alike to that obtained from a uniform mesh with more elements. Moreover, the methods with reutilization are faster than those that do not reuse the structures. Besides, the efficiency of such methods can also be observed in the solution of an auxiliary problem, which is necessary for deriving the residual estimates in the regime of large-scale advection. These results encompass both the type SA algebraic multigrid method and those pre-conditioned by them. Moreover, they involve the transport of contaminants in regime of small- and large-scale advection, structured and non-structured meshes, bi- and tridimensional problems and domains with different scales.