Approved for public release, distribution is unlimited / A Halo orbit about a libration point of a restricted three-body system provides additional opportunities for surveillance, communication, and exploratory missions in lieu of the classical spacecraft orbit. Historically libration point missions have focused on Halo orbits and trajectories about the Sun-Earth System. This thesis will focus on libration point orbit solutions in the Earth-Moon system using the restricted three body equations of motion with three low-thrust control functions. These classical dynamics are used to design and optimize orbital trajectories about stable and unstable libration points of the Earth-Moon system using DIDO, a dynamic optimization software. The solutions for the optimized performance are based on a quadratic cost function. Specific constraints and bounds were placed on the potential solution set in order to ensure correct target trajectories. This approach revealed locally optimal solutions for orbits about a stable and unstable libration point. / Lieutenant, United States Navy

Adaptive methods in finite element analysis are essential tools in the efficient computation and error control of problems that may exhibit singularities. In this paper, we consider solving a boundary value problem which exhibits a singularity at the origin due to both the structure of the domain and the regularity of the exact solution. We introduce a hybrid mixed finite element method using Lagrange Multipliers to initially solve the partial differential equation for the both the flux and displacement. An a posteriori error estimate is then applied both locally and globally to approximate the error in the computed flux with that of the exact flux. Local estimation is the key tool in identifying where the mesh should be refined so that the error in the computed flux is controlled while maintaining efficiency in computation. Finally, we introduce a simple refinement process in order to improve the accuracy in the computed solutions. Numerical experiments are conducted to support the advantages of mesh refinement over a fixed uniform mesh.

O objetivo deste trabalho é estudar a vibração em vigas de Timoshenko rotativas. Foram obtidas duas soluções, sendo uma analítica e outra utilizando o Método dos Elementos Finitos. As equações de movimento foram obtidas a partir das Equações de Lagrange. Foi considerado também o efeito giroscópico segundo Timoshenko Para obter a solução analítica, assim como as matrizes de massa, do efeito giroscópico e de rigidez, foi utilizado o software Mathematica. Um software escrito em Fortran permitiu a montagem das matrizes globais dos elementos e a simulação de resposta do eixo, variando dimensões, material, velocidade angular e desbalanceamento. Os resultados são apresentados, discutidos e comparados.

Experimentos em escoamentos transônicos sobre aerofólios em túneis de vento podem apresentar reflexões de ondas de choque, entupimento aerodinâmico e alteração das linhas de corrente devido à presença das paredes da seção de testes. Para inibir estes fenômenos físicos, projetistas desenvolveram seções de testes com paredes perfuradas ou fendidas. O objetivo deste trabalho é analisar numericamente e experimentalmente escoamento transônico sobre o aerofólio NACA 0012 no Túnel Transônico Piloto (TTP) do Instituto de Aeronáutica e Espaço (IAE). As análises foram realizadas com número de Mach 0,6 a 0,85 e variações de ângulo de ataque de 0 a 8. As simulações numéricas são baseadas nas Equações de Euler, resolvidas pelo método de diferenças finitas centradas, proposto por Beam e Warming e modificado para algoritmo diagonal. Foi gerada algebricamente a malha computacional da seção de testes fendidas do TTP com o aerofólio NACA 0012 fixado nas paredes superior e inferior, e por equações diferenciais parciais os pontos próximos ao perfil foram redistribuídos. As distribuições de pressão obtidas pelas simulações numéricas foram comparadas entre escoamentos em paredes sólidas e paredes com fendas, das quais se verificaram a importância das fendas em escoamentos transônicos. Dos experimentos no TTP foram realizadas medições de distribuição de pressão por tomadas de pressão estática e pela técnica PSP ("Pressure Sensitive Paint"), das quais foram obtidas distribuições de pressão sobre toda a corda aerodinâmica do perfil. Os resultados experimentais e numéricos com paredes fendidas foram comparados com o trabalho de Harris, onde se observaram curvas de distribuição de pressão e posicionamento de ondas de choque mais próximas do que as encontradas em trabalhos realizados em túneis de vento renomados.

Neste trabalho são apresentados os resultados de um estudo numérico da ignição e desenvolvimento da combustão de uma mistura de hidrogênio e ar a jusante de uma onda de choque oblíqua estabilizada no bordo de ataque de um diedro. Exista interesse, em particular, em analisar as condições de escoamento que levam a obtenção de uma onda de detonação oblíqua. Para isto foi usado um código de cálculo que resolve as equações de Euler, dentro de sua versão não estacionária e bidimensional para um escoamento reativo. A técnica utilizada é uma técnica de volumes finitos sobre uma malha não estruturada adaptativa. Este código de cálculo oferece a possibilidade de refinar a malha de cálculo nos lugares onde os gradientes das propriedades do escoamento são elevados. Este estudo começa por uma pesquisa das condições necessárias à obtenção de uma onda de detonação oblíqua.Este estudo inicial é baseado na técnica das polares de choque e detonação e, também, na determinação do comprimento de indução da cinética química a jusante da onda de choque oblíqua inicial. Em seguida, foi de interesse estudar a estrutura do conjunto da transição onda de choque oblíqua / onda de detonação oblíqua. Foram caracterizados, também, dois tipos de transição, suave e abrupta. Foi colocado em evidência o papel da razão entre o tempo de liberação de calor e o tempo de reação química total sobre o tipo de transição obtido. Foi colocado também em evidência que, quando esta razão tende a zero e o ângulo do diedro se aproxima do máximo permitido para uma onda de detonação oblíqua plana, a região de transição apresenta uma onda de detonação transversal do tipo Chapman-Jouguet similar àquela obtida nas experiências de Viguier e Desbordes. Finalmente, são apresentados os primeiros resultados do estudo de uma configuração onde o diedro possui um comprimento finito. Neste caso, um conjunto de ondas de expansão interage com a onda de detonação oblíqua forte inicial. Os resultados numéricos colocam em evidência que existem as condições para que o resultado desta interação, a onda de detonação oblíqua obtida, satisfaça às condições de Chapman-Jouguet.

Foram modeladas matematicamente as vibrações que ocorrem em vigas flexíveis com bloco deslizante, como um sistema dinâmico com restrição, através de uma abordagem Lagrangiana. Para tanto, considera-se uma viga de Euler-Bernoulli, linear, elástica, que sofre pequenos deslocamentos. Trata-se a viga flexível com o bloco que desliza sobre a mesma e ao longo de seu comprimento como um sistema multicorpos, levando-se em consideração a inércia de translação e de rotação do bloco. A deflexão da viga é discretizada utilizando o Método dos Modos Assumidos. As equações de Lagrange são utilizadas na obtenção de equações de movimento, que são dadas por um sistema de equações diferenciais, de segunda ordem e algébricas, de restrição dos corpos em estudo. Estuda-se a contribuição dos modos de deformação estática, juntamente com a tradicional abordagem via modos dinâmicos.

by Choi Mo Fung Kenneth. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 1998. / Includes bibliographical references (leaves 105-112). / Abstract also in Chinese. / Chapter 1 --- Introduction --- p.1 / Chapter 1.1 --- Constraint Satisfaction Problems --- p.2 / Chapter 1.2 --- Constraint Satisfaction Techniques --- p.2 / Chapter 1.3 --- Motivation of the Research --- p.4 / Chapter 1.4 --- Overview of the Thesis --- p.5 / Chapter 2 --- Related Work --- p.7 / Chapter 2.1 --- Min-conflicts Heuristic --- p.7 / Chapter 2.2 --- GSAT --- p.8 / Chapter 2.3 --- Breakout Method --- p.8 / Chapter 2.4 --- GENET --- p.9 / Chapter 2.5 --- E-GENET --- p.9 / Chapter 2.6 --- DLM --- p.10 / Chapter 2.7 --- Simulated Annealing --- p.11 / Chapter 2.8 --- Genetic Algorithms --- p.12 / Chapter 2.9 --- Tabu Search --- p.12 / Chapter 2.10 --- Integer Programming --- p.13 / Chapter 3 --- Background --- p.15 / Chapter 3.1 --- GENET --- p.15 / Chapter 3.1.1 --- Network Architecture --- p.15 / Chapter 3.1.2 --- Convergence Procedure --- p.18 / Chapter 3.2 --- Classical Optimization --- p.22 / Chapter 3.2.1 --- Optimization Problems --- p.22 / Chapter 3.2.2 --- The Lagrange Multiplier Method --- p.23 / Chapter 3.2.3 --- Saddle Point of Lagrangian Function --- p.25 / Chapter 4 --- Binary CSP's as Zero-One Integer Constrained Minimization Prob- lems --- p.27 / Chapter 4.1 --- From CSP to SAT --- p.27 / Chapter 4.2 --- From SAT to Zero-One Integer Constrained Minimization --- p.29 / Chapter 5 --- A Continuous Lagrangian Approach for Solving Binary CSP's --- p.33 / Chapter 5.1 --- From Integer Problems to Real Problems --- p.33 / Chapter 5.2 --- The Lagrange Multiplier Method --- p.36 / Chapter 5.3 --- Experiment --- p.37 / Chapter 6 --- A Discrete Lagrangian Approach for Solving Binary CSP's --- p.39 / Chapter 6.1 --- The Discrete Lagrange Multiplier Method --- p.39 / Chapter 6.2 --- Parameters of CSVC --- p.43 / Chapter 6.2.1 --- Objective Function --- p.43 / Chapter 6.2.2 --- Discrete Gradient Operator --- p.44 / Chapter 6.2.3 --- Integer Variables Initialization --- p.45 / Chapter 6.2.4 --- Lagrange Multipliers Initialization --- p.46 / Chapter 6.2.5 --- Condition for Updating Lagrange Multipliers --- p.46 / Chapter 6.3 --- A Lagrangian Reconstruction of GENET --- p.46 / Chapter 6.4 --- Experiments --- p.52 / Chapter 6.4.1 --- Evaluation of LSDL(genet) --- p.53 / Chapter 6.4.2 --- Evaluation of Various Parameters --- p.55 / Chapter 6.4.3 --- Evaluation of LSDL(max) --- p.63 / Chapter 6.5 --- Extension of LSDL --- p.66 / Chapter 6.5.1 --- Arc Consistency --- p.66 / Chapter 6.5.2 --- Lazy Arc Consistency --- p.67 / Chapter 6.5.3 --- Experiments --- p.70 / Chapter 7 --- Extending LSDL for General CSP's: Initial Results --- p.77 / Chapter 7.1 --- General CSP's as Integer Constrained Minimization Problems --- p.77 / Chapter 7.1.1 --- Formulation --- p.78 / Chapter 7.1.2 --- Incompatibility Functions --- p.79 / Chapter 7.2 --- The Discrete Lagrange Multiplier Method --- p.84 / Chapter 7.3 --- A Comparison between the Binary and the General Formulation --- p.85 / Chapter 7.4 --- Experiments --- p.87 / Chapter 7.4.1 --- The N-queens Problems --- p.89 / Chapter 7.4.2 --- The Graph-coloring Problems --- p.91 / Chapter 7.4.3 --- The Car-Sequencing Problems --- p.92 / Chapter 7.5 --- Inadequacy of the Formulation --- p.94 / Chapter 7.5.1 --- Insufficiency of the Incompatibility Functions --- p.94 / Chapter 7.5.2 --- Dynamic Illegal Constraint --- p.96 / Chapter 7.5.3 --- Experiments --- p.97 / Chapter 8 --- Concluding Remarks --- p.100 / Chapter 8.1 --- Contributions --- p.100 / Chapter 8.2 --- Discussions --- p.102 / Chapter 8.3 --- Future Work --- p.103 / Bibliography --- p.105

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-04-12T18:38:12Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_PenalizacaoLagrangeanoAumentado.pdf: 3622644 bytes, checksum: 0a2519b79178cebba8a3c88caa6a1b07 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2018-05-04T14:12:45Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_PenalizacaoLagrangeanoAumentado.pdf: 3622644 bytes, checksum: 0a2519b79178cebba8a3c88caa6a1b07 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-04T14:12:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_PenalizacaoLagrangeanoAumentado.pdf: 3622644 bytes, checksum: 0a2519b79178cebba8a3c88caa6a1b07 (MD5) Previous issue date: 1981-04-03 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Na resolução de problemas de programação não-linear, a dimensão do problema ou sua estrutura pode, em certos casos, se constituir em um obstáculo difícil de ser transposto. Muitos algoritmos foram desenvolvidos para programação não-linear e, na sua maioria, procuram usar a informação das derivadas segundas (matrizes hessianas), e devido a isso, as suas aplicabilidades são, em geral, limitadas a problemas de médio porte. Devido a problema de memória ou dificuldade de se codificar os hessianos, a necessidade de se desenvolver algoritmos que não usam matrizes se evidenciou. Certos problemas não apresentam estruturas particulares que possam ser aproveitadas para facilitarem as suas resoluções, ou,se apresentam, estas são difíceis ou até impossíveis de serem aproveitadas. Algoritmos que usam basicamente a informação de derivadas primeiras(gradientes), são, em geral, mais fáceis de serem implementados e reduzem consideravelmente a necessidade de memória. Os algoritmos que usam Penalização e Lagrangeano Aumentado se enquadram dentro das necessidades expostas. Em problemas de grande porte, o lagrangeano aumentado,é particularmente bom, e pode ser empregado com êxito em problemas que não necessitam de uma precisão elevada. Nosso trabalho se propõe a fornecer uma base sobre a teoria da função Penalidade e Lagrangeano Aumentado, e também, poder fornecer a interessados, programas com os métodos e suas aplicações. Uma comparação entre os métodos Penalidade e Lagrangeano Aumentado é fornecida, e diversos aspectos sobre a aplicação dos algoritmos são evidendiados. Um número satisfatório de problemas testes mostra o desempenho dos algoritmos. Uma aplicação a um problema de grande porte é feita utilizando o lagrangeano aumentado. Não nos detivemos nos diversos tipos de funções Penalidade ou funções aumentadas; tratamos das formas que achamos mais importantes.

First, we investigate the steady Euler flows through a general 3-D axially symmetric infinitely long nozzles without irrotationality. Global existence and uniqueness of subsonic solution are established, when the variation of Bernoulli's function in the upstream is sufficiently small and mass flux has an upper critical value. / Second, we concerns the following transonic shock phenomena in a class of de Laval nozzles with porous medium posed by Courant-Friedrichs: Given a appropriately large receiver pressure pr, if the upstream flow is still supersonic behind the throat of the nozzle, then at a certain place in the diverging part of the nozzle a shock front intervenes and the gas is compressed and slowed down to subsonic speed. The position and the strength of the shock front are automatically adjusted so that the end pressure at the exit becomes pr. We investigate this problem for the full Euler equations, the stability of the transonic shock is proved when the upstream supersonic flow is a small steady perturbation of the uniform supersonic flow and the corresponding pressure at the exit has a small perturbation. / Duan, Ben. / Adviser: Zhouping Xin. / Source: Dissertation Abstracts International, Volume: 73-01, Section: B, page: . / Thesis (Ph.D.)--Chinese University of Hong Kong, 2010. / Includes bibliographical references (leaves 125-137). / Electronic reproduction. Hong Kong : Chinese University of Hong Kong, [2012] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Electronic reproduction. [Ann Arbor, MI] : ProQuest Information and Learning, [201-] System requirements: Adobe Acrobat Reader. Available via World Wide Web. / Abstract also in Chinese.

Este trabalho investiga a quebra da aproximação modulacional na interação não-linear de três ondas, a interação do tripleto de ondas. Um modo comum de descrever a interação de três ondas portadoras de alta frequência é a partir da aproximação modulacional, que assume que as amplitudes e fases são lentamente moduladas. Isto apenas é verdade quando o acoplamento entre as três ondas é fraco. Ao se analisar os tipos de dinâmica envolvidas quando o valor do acoplamento é alterado, para grandes valores de acoplamento é detectada uma transição abrupta onde a amplitude limitada do regime modulacional chega a outras regiões do espaço configuracional. Também é investigado o caso onde uma das ondas do tripleto possuir uma frequência muito menor que as outras duas. / This work investigates the breakdown of the traditional modulation approximation in the three wave nonlinear interactions, the wave triplet interaction. A common way to describe the interaction of three high-frequency carriers is by the modulacional approximation, which assume that amplitude and phases are slowly modulated. This is only accurate when the three-wave coupling is weak. When analyzing the different types of dynamics when the coupling is changed, for large values of coupling it is detected an abrupt transition where the limited amplitude of the modulacional region reaches to other regions of the configuration space. It is also investigated the case where one of the waves of the triplet has a much lower frequency than the other two.