A transferência de calor utilizando jatos impingentes tem se estabelecido como uma técnica efetiva para aquecimento ou resfriamento de uma superfície e é empregada em muitas aplicações de engenharia. Na indústria aeronáutica é empregado principalmente em sistemas de proteção, evitando a formação de gelo em superfícies expostas. A compreensão deste fenômeno é muito importante para se prever o desempenho do sistema de proteção. Este trabalho apresenta um estudo numérico de um jato impingindo numa superfície em regime permanente. Foram analisadas duas configurações do jato: um circular impingindo numa superfície plana e um jato expandindo através de uma fenda (slot) impingindo numa superfície côncava. As equações de conservação (massa, quantidade de movimento, energia) e turbulência são resolvidas pela Técnica de Volumes Finitos. Uma análise do caso bidimensional, laminar e turbulento, foi realizada. Há uma boa concordância dos resultados obtidos com os da literatura para o caso laminar. Já para o turbulento, necessitou-se de uma técnica de refinamento sucessivo de malha para se obter convergência e assim concordância com os dados da literatura. Um estudo tridimensional, laminar e turbulento, para o caso da placa plana também foi realizado. Adotou-se um procedimento para geração de malha totalmente hexahédrica para os casos tridimensionais. Os resultados obtidos apresentam boa concordância tanto para o caso laminar quanto para o turbulento. Para o caso da superfície côncava os estudos se concentraram no caso bidimensional, laminar e turbulento. Os resultados mostram que devido a curvatura, o número de Nusselt máximo ocorre no ponto de estagnação tanto para o laminar quanto para o turbulento. Verificou-se que o problema do jato impingente é geometricamente simples mas devido a grande curvatura das linhas de correntes e dos fortes gradientes das variáveis de fluxo, o problema se torna num grande desafio para os modelos de turbulência atuais. Mesmo os modelos de turbulência que foram implementados para o caso de jato impingente precisam ser usados com cautela.

Este trabalho explora a caracterização e aplicação de plasmas gerados em reatores do tipo Reactive Ion Etching (RIE) e Hollow Cathode Reactive Ion Etching (HCRIE), no processo de corrosão de silício. Para melhor controle do processo, o sistema de injeção de gases nos reator foi automatizado, gerando plasmas com fluxo de gases em modo continuo ou intermitente (método Bosh). Os experimentos realizados neste trabalho foram divididos em três partes: 1) caracterização de plasmas de SF6, Ar, O2 e CH4 e sua mistura no reator RIE em modo continuo de gás, 2) caracterização de plasmas (SF6 + CH4) e corrosão de silício no reator RIE em modo intermitente de gás e 3) caracterização de plasmas de SF6, O2 e CF4 no reator HCRIE em modo continuo de gás. Os experimentos foram realizados modificando a química dos gases, fluxo de gás, potência de Radio Frequência (RF), diferentes valores de comprimento de onda e duty cycle para o modo intermitente. As análises dos plasmas foram realizadas por espectrometria de massa e espectroscopia óptica de emissão. As amostras de silício foram analisadas através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). Através dos estudos em modo continuo no reator RIE foi observada alta produção de flúor atômico, chegando à densidade de 4,8x1020 cm-3 para plasmas de SF6 + CH4. No caso do reator HCRIE a densidade de F chegou a 4,8x1020 cm-3 para plasmas de SF6 + O2. No modo intermitente de gases, foi observada uma mudança significativa no comportamento das pressões parciais de SF5+ e CH4+ com o regime de plasma estabelecido. O comportamento da pressão parcial de SiF3+ mostra que ambos os processos (corrosão e deposição) estão ocorrendo em alternância, nesta etapa foram obtidos processos de corrosão anisotrópicos, nas seguintes condições de duty cycle: 60%, 40% e 20% para SF6, sendo a condição de 60% de SF6 e 40 % de CH4 que possibilitou a maior taxa de corrosão, com valor de 0,6 m/min.

Nos últimos anos, o estudo de métodos de animação de escoamento de fluidos tem sido uma área de intensa pesquisa em Computação Gráfica. O principal objetivo desse projeto é desenvolver novas técnicas em GPGPU baseadas na arquitetura CUDA para simular o escoamento de fluidos não-newtonianos, tais como fluidos viscoplásticos e viscoelásticos. Ao invés dos tradicionais métodos com malha diferenças finitas e elementos finitos, essas técnicas são baseadas em uma discretização lagrangeana das equações de governo desses fluidos através do método sem malha conhecido como SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) / I n recent years, the study of methods of animating fluid flow has been an area of intense research in Computer Graphics. The main objective of this project is to develop new techniques based on the CUDA GPGPU architecture to simulate the flow of non-Newtonian fluids, such as viscoelastic and viscoplastic fluids. Instead of traditional methods with mesh - finite differences and finite elements, these techniques are based on a Lagrangian discretization of the governing equations of these fluids through the mesh free method known as SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics)

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-05-14T13:23:32Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_SupressaoCondicionadaDiferentes.pdf: 3693808 bytes, checksum: f3a477094b307b3d9787fb5c5a4c864b (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-03T13:20:01Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_SupressaoCondicionadaDiferentes.pdf: 3693808 bytes, checksum: f3a477094b307b3d9787fb5c5a4c864b (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-03T13:20:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_SupressaoCondicionadaDiferentes.pdf: 3693808 bytes, checksum: f3a477094b307b3d9787fb5c5a4c864b (MD5) Previous issue date: 2009 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Um estímulo neutro, quando pareado a um estímulo aversivo incondicional, adquire a função de aversivo (condicional) e, indiretamente, também é capaz de suprimir operantes. Tal fenômeno foi denominado de “supressão condicionada” e está principalmente relacionado a certos estados emocionais, como a ansiedade. A literatura mostra que, em geral, o estímulo aversivo incondicional utilizado se restringe ao choque elétrico. Foram poucos os estímulos aversivos alternativos testados que se mostraram eficazes. Entretanto, mesmo utilizando o choque como aversivo incondicional, há outras variáveis que podem influenciar diretamente o surgimento do fenômeno. Este trabalho teve por objetivo examinar e comparar a produção de supressão condicionada com dois tipos de estímulos aversivos: jato de ar quente (JAQ) e choque elétrico. Foram utilizados 4 ratos albinos (Rattus norvegicus, Wistar). Duas Caixas de Condicionamento Operante, uma utilizada para o estímulo choque e a outra adaptada para o JAQ, serviram de equipamentos. Os sujeitos foram divididos em duplas e expostos a pareamentos de um estímulo neutro com diferentes estímulos aversivos: Som+JAQ (Sujeito J1 e J2) e Som+Choque elétrico (Sujeito C1 e C2). Os dados mostram que os sujeitos expostos ao delineamento com choque apresentaram uma razão supressiva total (0,0) após dois (C1) ou três (C2) pareamentos, o que significa que o som tornou-se um aversivo condicional capaz de suprimir integralmente a freqüência da resposta de pressão à barra (RPB). Já para os sujeitos expostos ao procedimento com JAQ ocorreu somente supressão parcial da RPB frente ao som, sendo necessárias no mínimo oito (J1) e sete (J2) pareamentos para que os valores da razão supressiva chegassem a 0,5 (J1) e 0,2 (J2). As análises de outras respostas mostraram que em média ocorreu um aumento de 83,3% (J1) e 275% (J2) na frequência das respostas exploratórias durante a apresentação do som, nas sessões de pareamento com o JAQ, comparado com a apresentação do som nas sessões de habituação, enquanto que para os sujeitos que foram expostos ao pareamento com o choque houve uma supressão de 44,2% (C1) e 57,1% (C2) em tais respostas. Tais dados permitem concluir que a supressão ocasionada pelo pareamento do som+choque atingiu outras classes de respostas, diferente do som pareado com o JAQ. A supressão ocasionada pelo JAQ parece ter sido conseqüência da emissão de respostas exploratórias. É possível que o parâmetro intensidade do JAQ, utilizado neste experimento, tenha sido a variável responsável por tais resultados. Futuras pesquisas poderão elucidar estes dados. / A neutral stimulus, once paired to an aversive unconditional stimulus, acquires aversive function of (conditional) and, indirectly, is also able to suppress operant response. This phenomenon was called of "conditioned suppression" and is connected to certain emotional states such as anxiety. The literature shows that, in general, aversive unconditional stimulus used is limited to electric shock: few alternative aversive stimuli tested have been proven effective. However, independently of shock when an aversive unconditional there are other variables that can directly influence the appearance of the phenomenon. In the present study, we examined and compared the production of conditioned suppression with two different aversive stimuli: hot air puff (HAP) and electric shock. Four albino rats were used (Rattus norvegicus, Wistar). The apparatus was two rodent operant conditioning chambers, one for the electric shock and another for a HAP. The subjects were divided into pairs and exposed to the pairing of a neutral stimulus with different aversive stimuli: sound + HAP (J1 and J2 Subject) and sound + electric shock (C1 and C2 Subject). The main results indicated that: when aversive stimulus was electric shock, the suppression was total (suppression ratio equals to 0.0) after 2(C1) or 3(C2) pairings. When aversive stimulus was HAP, the suppression was partial, and were necessary 8 (J1) and 7 (J2) parings to produce suppression ratio equals to 0.5, for one subject, and 0.2 to another. The analysis of other responses showed that on average there was an increase of 83.3% (J1) and 275% (J2) on the frequency of exploratory responses during the presentation of sound, in sessions of pairing with HAP, compared with the presentation of sound in the sessions of habituation, whereas for the subjects exposed to the shock was paired with a deletion of 44.2% (C1) and 57.1% (C2) in such responses. These data show that the suppression caused by the pairing of sound + shock to affect other classes of responses, different from the sound paired with HAP. The suppression produced by HAP seems to have been a result of the increase the in the frequency of exploratory responses. It is possible that the parameter intensity of HAP used in this experiment, was responsible for results. Future researchs are suggested to elucidate this aspect.

The Nocturnal Boundary Layer (NBL) turbulent structure above Pantanal Mato-Grossense, under the influence of low-level jets (LLJ) and gravity waves (GW), is investigated. Experimental data obtained during the Interdisciplinary Pantanal Experiment (IPE) dry season (IPE-2), and wet season (IPE-3), carried out between 07th and 22th September, 1999, and 16th and 28th February, 2002, respectively, according to database from Universidade Federal do Mato Grosso, city of Corumbá. Radiosonde data have been used to identify LLJ presence and classify them as: type 1 LLJ (jet associated to the sheltering surface) and type-2 LLJ (jet which causes upside-down mixture). In addition to the radiosonde data, fast response data (wind velocity components, temperature and humidity), measured from a 25m high micrometeorological tower, at 16Hz (IPE- 2) and 8Hz (IPE-3) samples were used. These fast response data were then decomposed in time and scale via Wavelet Transform (WT), with complex Morlet mother wavelet. From the phase difference between the wind velocity s vertical component (w) and temperature (T), obtained through wavelet s cross spectrum, the presence of GW (phase difference near to 90º criterion) were detected. The next step was to establish categories to analyse Pantanal NBL characteristic state phenomena, which were based on LLJ, GW and length groups of occurrence. Such groups are: type 1 LLJ, type 2 LLJ, no LLJ, with GW and no GW. From the amount of data of each group, statistic parameters (variance, skewness, adimensional kurtosis, correlation coefficients and covariances) were estimated by scale, in order to investigate the Pantanal NBL turbulence structure and its variability in scale under the action of each of these groups. It was noticed that, above all groups, type 1 LLJ is the most global intermittence provocative forcing in all micrometeorological series of data in Pantanal. On the other hand, type 2 LLJ is the less global intermittence provocative forcing. With GW group shows an intermediate behavior between groups type 1 LLJ and type 2 LLJ when considering global intermittence promotion. The length scales 0.4m to 5000m were resolved in this study. It was also noticed that Pantanal NBL shows two scale bands with remarkable different characteristics due to predominant distinct forcings in it. For the first length scale band it prevails a mechanical force in the statistical parameters behavior, to all groups and in both seasons. For the second length scale band it prevents the action of buoyancy forces and mesoscale effects in the statistical parameters behavior in Pantanal. As a result, it predominate stable conditions in the dry season; in the wet season, however, NBL may present as a slightly unstable layer, due to a bigger water heat capacity and its ability to behave as a energy sink during the day and heat source during the night. The early evening transition period clearly shows a stable behavior to the dry season and unstable to the wet season. / Investiga-se a estrutura da turbulência na Camada Limite Noturna (CLN) acima do Pantanal Mato-Grossense sob a influência de jatos de baixo nível (JBN s) e ondas de gravidade (OG s). Os dados experimentais são provenientes do Experimento Interdisciplinar do Pantanal (IPE), na estação seca (IPE-2), realizado no período entre 07 e 22 de Setembro de 1999, e na estação inundada (IPE-3), realizado no período entre 16 e 28 de Fevereiro de 2002, na base de estudos da Universidade Federal do Mato Grosso do Sul, no município de Corumbá. Utilizaram-se dados de radiossondagens para identificar a presença e classificar os JBN s como: JBN tipo 1 (jato associado à blindagem da superfície) e JBN tipo 2 (jato que promove mistura de cima para baixo). Além dos dados de radiossondagem, utilizaram-se dados de resposta rápida (componentes da velocidade do vento, temperatura e umidade) medidos em torre micrometeorológica de 25m de altura a uma taxa de amostragem de 16Hz (IPE-2) e 8Hz (IPE-3). Os dados de resposta rápida foram decompostos em tempo e escala via Transformada em Ondeletas (TO), com ondeleta-mãe complexa de Morlet. A partir da diferença de fase entre a componente vertical da velocidade do vento (w) e temperatura (T), obtida através do espectro cruzado de ondeleta, detectou-se a presença de OG s (critério de diferenças de fase próximas de 90º).A partir disso estabeleceram-se categorias para análise de fenômenos característicos do estado da CLN pantaneira, as quais, se basearam em classes de ocorrência de JBN, de OG e duração das mesmas. As classes são: com JBN tipo 1, com JBN tipo 2, sem JBN, com OG e sem OG. A partir do conjunto de dados de cada classe, foram estimados parâmetros estatísticos (variâncias, skewnesses, curtoses adimensionais, coeficientes de correlação e covariâncias), por escala, para investigar a estrutura da turbulência na CLN do Pantanal e sua variabilidade em escala sob a ação de cada uma dessas classes. Observouse que o JBN tipo 1, entre todas as classes, é o forçante que mais promove intermitência global nas séries de dados micrometeorológicos do Pantanal. Por outro lado, a classe JBN tipo 2 é o forçante que menos promove intermitência global. A classe com OG apresenta um comportamento intermediário entre as classes JBN tipo 1 e JBN tipo 2 na promoção de intermitência global. Foram resolvidas escalas de comprimento de 0,4m até 5000m. Observou-se, também, que a CLN do Pantanal apresenta duas bandas de escalas com características marcadamente diferentes devido aos forçantes distintos predominantes nas mesmas. Para a primeira banda de escalas de comprimento predomina a ação mecânica no comportamento dos parâmetros estatísticos, para todas as classes e nas duas estações. Para a segunda banda de escalas de comprimento predomina a ação das forças de flutuabilidade e efeitos de mesoescala no comportamento dos parâmetros estatísticos no Pantanal. Como consequência disto, na estação seca predominam condições estáveis e na estação inundada, a CLN pode apresentar-se como uma camada levemente instável, devido a maior capacidade térmica da água e de sua capacidade de comportar-se como sumidouro de energia durante o dia e fonte de calor durante a noite. O período de transição tarde-noite demonstra claramente um comportamento estável para a estação seca e instável para a estação inundada.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:14:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlexandroPL_TESE.pdf: 2798961 bytes, checksum: 9735b37fb7ae9f7941354be3346a5719 (MD5) Previous issue date: 2010-06-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Double radio sources have been studied since the discovery of extragalactic radio sources in the decade of 1930. Since then, several numerical studies and analytical models have been proposed seeking a better understanding of the physical phenomena that determines the origin and evolution of such objects. In this thesis, we intended to study the evolution problem of the double radio sources in two fronts: in the ?rst we have developed an analytical self-similar model that represents a generalization of most models found in the literature and solve some existent problems related to the jet head evolution. We deal with this problem using samples of hot spot sizes to ?nd a power law relation between the jet head dimension and the source length. Using our model, we were able to draw the evolution curves of the double sources in a PD diagram for both compact sources (GPS and CSS) and extended sources of the 3CR catalogue. We have alson developed a computation tool that allows us to generate synthetic radio maps of the double sources. The objective is to determine the principal physical parameters of those objects by comparing synthetic and observed radio maps. In the second front, we used numeric simulations to study the interaction of the extra- galactic jets with the environment. We simulated situations where the jet propagates in a medium with high density contrast gas clouds capable to block the jet forward motion, forming the distorted structures observed in the morphology of real sources. We have also analyzed the situation in which the jet changes its propagation direction due to a change of the source main axis, creating the X-shaped sources. The comparison between our simulations and the real double radio sources, enable us to determine the values of the main physical parameters responsible for the distortions observed in those objects / As radio fontes duplas tem sido amplamente estudadas desde a descoberta da existencia das radio fontes extragalacticas na decada de 1930. Ha algumas decadas, estudos numericos e modelos analiticos tem sido propostos com o intuito de se obter uma melhor compreensao dos fenomenos f?sicos que determinam a origem e evolu?cao de tais objetos. Nesta tese, nos propusemos a estudar o problema da evolucao das radio fontes duplas em duas frentes: na primeira desenvolvemos um modelo anal?tico auto-similar que, alem de corresponder a uma generalizacao da maioria dos modelos existentes na literatura, e capaz ainda de resolver alguns problemas existentes quanto ?a evolucao da cabeca do jato extragalactico. Nos usamos amostras de tamanhos de hot spots" para encontrar uma relacao em lei de potencia entre as dimensoes da cabeca do jato e o comprimento da fonte. Atraves do nosso modelo, constru?mos as curvas de evolucao de uma radio fonte dupla em um diagrama PD (diagrama que relaciona a potencia radio e a dimensao da fonte) desde fontes compactas (GPS e CSS) ate fontes extensas do catalogo 3CR. Desenvolvemos ainda uma ferramenta computacional que nos permite gerar mapas sinteticos das radio fontes duplas cujo objetivo e determinar os principais parametros fsicos desses objetos atraves da comparacao entre os mapas de fontes observadas, encontrados na literatura, e das fontes sinteticas. Na segunda frente, utilizamos simulacoes numericas para estudar a interacao do jato extragalactico com o meio ambiente. Simulamos situacoes onde o jato pode estar imerso em um meio onde existam nuvens de gas de alto contraste de densidade capazes de bloquear o avanco do jato, formando as estruturas distorcidas observadas na morfologia de fontes reais. Analisamos ainda a situacao em que o jato tem sua direcao de propagacao alterada devido a uma variacao angular no eixo principal da fonte dando origem ?as fontes iii Tipo X. Da comparacao de nossas simulacoes com as radio fontes duplas reais, fomos capazes de determinar os valores dos principais parametros f?sicos responsaveis pelas distorcoes observadas nesses objetos

Nos últimos anos, o estudo de métodos de animação de escoamento de fluidos tem sido uma área de intensa pesquisa em Computação Gráfica. O principal objetivo desse projeto é desenvolver novas técnicas em GPGPU baseadas na arquitetura CUDA para simular o escoamento de fluidos não-newtonianos, tais como fluidos viscoplásticos e viscoelásticos. Ao invés dos tradicionais métodos com malha diferenças finitas e elementos finitos, essas técnicas são baseadas em uma discretização lagrangeana das equações de governo desses fluidos através do método sem malha conhecido como SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) / I n recent years, the study of methods of animating fluid flow has been an area of intense research in Computer Graphics. The main objective of this project is to develop new techniques based on the CUDA GPGPU architecture to simulate the flow of non-Newtonian fluids, such as viscoelastic and viscoplastic fluids. Instead of traditional methods with mesh - finite differences and finite elements, these techniques are based on a Lagrangian discretization of the governing equations of these fluids through the mesh free method known as SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics)

High-mass stars play a significant role in the evolution of the Universe and the process that leads to the formation of such objects is still an open question in Astrophysics. The details of the structures connected to the central sources, such as the circumstellar disks and the morphology of the jets at their launching points, still lack of observational evidence. In this thesis, the high-mass star forming process is investigated in terms of the evolution of high-mass clumps selected from the ATLASGAL survey based on their CO emission in the sub-millimetre. While single-dish sub-millimetre observations provide a large-scale view of the high-mass star formation process, higher angular resolution observations are required to disentangle the details of the protostars within the clumps. For this, three-dimensional infrared spectroscopy was obtained for a group of RMS sources to characterise the circumstellar environment of high-mass YSOs in linear scales of ~100-1000 AU. The ATLASGAL TOP100 sample offers a unique opportunity to analyse a statistically complete sample of high-mass clumps at different evolutionary stages. APEX data of three rotational J transitions of the CO (the CO(4-3), CO(6-5) and CO(7-6)) were used to characterise the properties of their warm gas (~155 K) content and to derive the relations between the CO and the clump properties. The CO line luminosities were derived and the analysis indicated that the CO emission increases as a function of the evolutionary stage of the clumps (from infrared-weak to HII regions) and as a function of the bolometric luminosity and mass of the sources. The comparison of the TOP100 with low-mass objects observed in the CO(6-5) and CO(7-6), together with CO(10-9) data observed for a complementary sample of objects indicated that the dependency of the CO luminosity with the bolometric luminosity of the sources gets steeper towards higher-J transitions. Although the CO luminosity of more luminous clumps are systematically larger than the values obtained for the less luminous sources, the individual analysis of each subsample suggests a similar dependency of the CO luminosity versus the bolometric luminosity for each luminosity regime. Finally, the presence of high-velocity CO emission observed for the TOP100 suggests that ~85% of the sources are driving molecular outflows. The selection of isolated high-mass objects undergoing mass accretion is fundamental to investigate if these objects are formed through an accretion disc or if they are formed by merging of low-mass YSOs. The near-infrared window provides one of the best opportunities to investigate the interior of the sub-mm clumps and study in details their individual members. Thanks to the relatively high-resolution obtained in the K-band and the moderate reddening effects in the K-band, a sample of eight (8) HMYSOs exhibiting large-scale H2 outflows were selected to follow-up K-band spectroscopic observations using the NIFS spectrometer (Gemini North). All sources exhibit extended continuum emission and exhibit atomic and molecular transitions typical of embedded objects, such as Brackett-gama, H2 and the CO lines. The H2 lines are tracing the launching point of the large-scale jets in scales of ~100 AU in five of eight sources (63%). The identification of jets at such small scales indicates that these objects are still undergoing mass accretion. The Brackett-gama emission probes the ionised gas around the HMYSOs. The analysis of the Brackett-gama spectro-astrometry at sub-pixel scales suggests that the line arises from the cavity of the outflows or from rotating structures perpendicular to the H2 jets (i.e., disc). Five sources also exhibit CO emission features (63%), and three HMYSOs display CO absorption features (38%), indicating that they are likely associated with circumstellar discs. By further investigating the kinematics of the spatially resolved CO absorption features, the Keplerian mass of three sources was estimated in 5±3, 8±5 and 30±10 solar masses. These results support that high-mass stars are formed through discs, similarly as observed towards low-mass stars. The comparison between the collimation degree of the molecular jets or outflows detected in the NIFS data with their large-scale counterparts indicate that these structures present a relatively wide range of collimation degrees. / Estrelas de alta massa têm grande impacto na evolução do Universo e o processo de formação destes objetos ainda é um problema em aberto na Astrofísica. Os detalhes das estruturas associadas às regiões mais próximas dos objetos centrais, tais como os discos circunstelares e a morfologia dos jatos próximos à base de lançamento, ainda não foram estudados em detalhe e carecem de evidências observacionais. Esta tese apresenta um estudo da formação de estrelas de alta massa em termos da evolução de glóbulos de alta massa (clumps), selecionados a partir do levantamento ATLASGAL, a partir de observações da molécula do CO na faixa espectral do sub-milimétrico. Enquanto observações \"single-dish\" no sub-milimétrico possibilitam o estudo em larga escala do processo de formação de estrelas de alta massa, observações com maior resolução angular são necessárias para investigar os detalhes das protoestrelas no interior dos glóbulos. Para isso, espectroscopia tri-dimensional no infra-vermelho próximo foi obtida para um grupo de fontes RMS para caracterizar o meio circunstelar de objetos estelares jovens e de alta massa (HMYSOs) em escalas lineares de ~100-1000 UA. A amostra TOP100 oferece uma oportunidade ímpar de analisar um conjunto estatisticamente completo de glóbulos de alta massa em diversas fases evolutivas. Observações realizadas com o radiotelescópio APEX de três transições rotacionais da molécula do CO (CO(4-3), CO(6-5) e CO(7-6)) foram utilizadas para estudar as propriedades do gás morno (~155 K) associado aos glóbulos, e obter as relações entre a emissão do CO e as propriedades físicas dos glóbulos. A luminosidade das diferentes transições do CO foi obtida e sua análise mostrou que a emissão do gás aumenta em função do estágio evolutivo dos glóbulos (de glóbulos com emissão fraca no infravermelho longínquo a regiões HII) e em função da luminosidade bolométrica e massa dos glóbulos. A comparação entre os glóbulos de alta massa presentes na amostra TOP100 com fontes de menor massa observadas nas transições do CO(6-5) e CO(7-6), juntamente com a análise de uma amostra complementar de fontes observadas na transição do CO(10-9) mostrou que a dependência da luminosidade do CO com a luminosidade bolométrica aumenta em função do número quântico J associado à transição do CO. Este estudo também mostrou que as relações entre a luminosidade do CO e dos clumps são dominadas pelas fontes de alta luminosidade presentes na amostra analisada. A análise individual de fontes de baixa e alta luminosidade sugerem que a dependência entreas luminosidades do CO e bolométrica é a mesma em ambos os regimes de luminosidade, embora as luminosidades do CO sejam sistematicamente maiores para os glóbulos de alta massa. Por fim, a análise da emissão do CO em altas-velocidades mostrou que ~85% dos glóbulos presentes na amostra TOP100 apresentam jatos moleculares. A seleção de objetos de alta massa isolados em estágio de acreção ativa é crucial para decidir se ela ocorre através de um disco de acreção e/ou via fusão de YSOs de menor massa. Para isso, observações no infra-vermelho próximo são ideais para se investigar o conteúdo dos glóbulos sub-milimétricos e resolver seus membros individuais. Devido a alta resolução espacial na banda K e a extinção interestelar moderada nesta faixa espectral, um conjunto de oito (8) HMYSOs associados a jatos em H2 em larga-escala foram selecionados para observações espectroscópicas na banda K utilizando o espectrômetro NIFS no Gemini Norte. Todos os objetos investigados com o NIFS apresentam emissão extendida no contínuo, bem como nas linhas espectrais típicas de fontes jovens, tais como o Brackett-gama, transições do H2 e a emissão nas bandas moleculares do CO. A emissão em H2 está associada aos jatos moleculares em escalas de ~100 UA em cinco das oito fontes (63%). A indentificação de jatos moleculares em escalas tão próximas ao objeto central indica que o processo de acreção de massa ainda está ativo nestes objetos. A emissão do Brackett-gama provém do gás ionizado nas regiões mais próximas das fontes centrais ou regiões de choque próximas aos jatos. A espectro-astrometria da linha do Brackett-gama em escalas de sub-píxeis, indica que a emissão do gás ocorre nas cavidades dos jatos moleculares ou delineiam estruturas alinhadas perpendicularmente aos jatos, tais como os discos de acreção. Cinco fontes também apresentam emissão nas bandas do CO (63%), e três HMYSOs apresentam linhas do CO em absorção (38%), indicando que estes objetos apresentam discos de acreção. A massa total do sistema \"disco e protoestrela\" foi determinada a partir do estudo da cinemática das linhas de absorção do CO, detectadas em três objetos. A partir de modelos de rotação Kepleriana, as massas das fontes foram estimadas em 5±3, 8±5 e 30±10 massas solares. Os resultados obtidos a partir da espectroscopia tri-dimensional no infravermelho corroboram a hipótese de que estrelas de alta massa são formadas a partir de acreção por discos, de maneira similar ao observado para estrelas de baixa massa. A comparação entre a morfologia dos jatos moleculares identificados nos campos do NIFS e das correspondentes contrapartidas em escalas maiores indicam que os jatos apresentam diferentes graus de colimação ao longo de suas estruturas, explicadas pela multiplicidade de fontes nas proximidades da base de lançamento dos jatos ou efeitos de precessão no objeto central.

Orientador: Samuel Rocha de Oliveira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-24T16:31:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_RaphaeldeOliveira_D.pdf: 5512062 bytes, checksum: a2805b263757b93de5fb67b8cc3aba15 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Neste trabalho foi desenvolvido um novo programa computacional em Fortran 90, com o objetivo de obter soluções numéricas de um sistema de equações diferenciais parciais de Magnetohidrodinâmica Relativística, com gravitação pré-determinada (GRMHD), capaz de simular a formação de jatos relativísticos desde a acreção de disco de matéria até sua ejeção. De início fez-se um estudo sobre métodos numéricos de Volumes Finitos Unidimensionais, a saber método Lax-Friedrichs, Lax-Wendroff, Nessyahu-Tadmor e métodos de Godunov dependentes de problemas de Riemann, aplicados nas equações de Euler com o intuito de verificar as suas principais características e de efetuar comparações entre aqueles métodos. Em seguida implementou-se os métodos de Volumes Finitos Centrados Lax-Friedrichs e Nessyahu-Tadmor, que são esquemas numéricos que possuem uma formulação sem separação dimensional e livres de resolvedores de problemas de Riemann, mesmo em duas ou mais dimensões espaciais; neste ponto, já aplicados nas equações de GRMHD. Um método Lax-Wendroff com Runge-Kutta de ordem 3, com a propriedade de ser Valor Total Decrescente (TVD) no tempo e com separação dimensional, também foi aplicado no mesmo problema. Por fim, com o método Nessyahu-Tadmor foi possível obter soluções numéricas estáveis - sem oscilações espúrias nem dissipação excessiva - desde o processo de acreção do disco magnetizado, em rotação com relação a um buraco negro central (BH) de Schwarzschild e imerso a uma magnetosfera, até a ejeção de matéria em forma de jato ao longo de uma distância de quatorze vezes o raio do BH, um recorde em termos de simulação astrofísica / Abstract: We have developed a new computer program in Fortran 90, in order to obtain numerical solutions of a system of partial differential equations of Relativistic Magnetohydrodynamics with predetermined gravitation (GRMHD), capable of simulate the formation of relativistic jets from the accretion disk of matter up to his ejection. Initially we carried out a study on numerical methods of Unidimensional Finite Volume, namely Lax-Friedrichs, Lax-Wendroff, Nessyahu-Tadmor method and Godunov methods dependent on Riemann problems, applied to equations Euler in order to verify their main features and make comparisons among those methods. It was then implemented the methods of Finite Volume Centered Lax-Friedrichs and Nessyahu-Tadmor, which are numerical schemes that have a formulation free and without dimensional separation Riemann problem solvers, even in two or more spatial dimensions, at this point, already applied in equations GRMHD. A Lax-Wendrof Runge-Kutta method of order 3, with the property of Total Value Descending (TVD) in time and size separation, was also applied to the same problem. Finally, with Nessyahu - Tadmor method was possible to obtain solutions stable numerical - without spurious oscillations or excessive dissipation - from the process of magnetized accretion disk, in rotation with respect to a central black hole (BH) Schwarzschild and immersed in a magnetosphere, to the ejection of matter in the form of jet over a distance of fourteen times the radius of the BH, a record in terms of astrophysical simulation / Doutorado / Matematica / Doutor em Matemática Aplicada

Orientador: Pedro José Catuogno / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matemática Estatística e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-08-25T09:06:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Franca_ElizeuCleberdosSantos_M.pdf: 3490670 bytes, checksum: 6589d1bb5b880e51625fb93abb2964a9 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Neste trabalho, apresentaremos a teoria básica de simetrias de equações diferenciais, focando na busca por soluções invariantes de operadores diferenciais definidos em fibrados vetoriais com relação a ação transversal de um grupo de Lie no fibrado em questão / Abstract: In this work we will give the basic theory of symmetries of differential equations. The goal of this work is searching for invariant solutions of differential operators which are defined on vector bundles with respect to the transverse action of a Lie group in such bundle / Mestrado / Matematica / Mestre em Matemática