A partir de uma aplicação da Forma Canônica de Jordan, construímos uma base para o espaço atrator para operadores quânticos de dimensão finita. Essa base é formada pelos autoespaços correspondentes a autovalores de módulo 1. Com essa construção, descrevemos o comportamento da dinâmica assint otica dos operadores quânticos, obtendo assim, o resultado principal do texto. A dinâmica depende dos vetores duais, cuja definição não é feita a partir de uma forma explicita, mas por propriedades relacionadas ao traço. Investigando propriedades dos operadores estritamente positivos, definimos um produto interno que relaciona o produto interno de Hilbert-Schmidt com um operador estritamente positivo. Com isso, obtemos uma forma explícita para os vetores duais. / From an application of the Jordan Canonical Form, we construct a basis for the attractor space for quantum operations of nite dimension. This basis is formed by eigenspaces corresponding to eigenvalues of modulus 1. With this construction, we describe the behavior of the asymptotic dynamics of the quantum operations, thus obtaining the main result of the text. The dynamics depends on the dual vectors whose de nition is not made in an explicit form, but by properties related to the trace. Investigating the properties of strictly positive operators, we de ne an inner product that relates the Hilbert-Schmidt inner product with a strictly positive operator. Thus, we have an explicit form for the dual vectors.

A partir de uma aplicação da Forma Canônica de Jordan, construímos uma base para o espaço atrator para operadores quânticos de dimensão finita. Essa base é formada pelos autoespaços correspondentes a autovalores de módulo 1. Com essa construção, descrevemos o comportamento da dinâmica assint otica dos operadores quânticos, obtendo assim, o resultado principal do texto. A dinâmica depende dos vetores duais, cuja definição não é feita a partir de uma forma explicita, mas por propriedades relacionadas ao traço. Investigando propriedades dos operadores estritamente positivos, definimos um produto interno que relaciona o produto interno de Hilbert-Schmidt com um operador estritamente positivo. Com isso, obtemos uma forma explícita para os vetores duais. / From an application of the Jordan Canonical Form, we construct a basis for the attractor space for quantum operations of nite dimension. This basis is formed by eigenspaces corresponding to eigenvalues of modulus 1. With this construction, we describe the behavior of the asymptotic dynamics of the quantum operations, thus obtaining the main result of the text. The dynamics depends on the dual vectors whose de nition is not made in an explicit form, but by properties related to the trace. Investigating the properties of strictly positive operators, we de ne an inner product that relates the Hilbert-Schmidt inner product with a strictly positive operator. Thus, we have an explicit form for the dual vectors.

O propósito deste trabalho é estudar a existência de solução periódica para problemas de oscilação não linear de barras submetidas a forças periódicas. Estudaremos concretamente dois problemas, que serão interpretados como equações diferenciais abstratas de segunda ordem cuja classe foi considerada em Ceron e Lopes [1]. Para garantir a existência de solução periódica dos problemas considerados, mostraremos que a aplicação de Poincaré S é limitada dissipativa e alfa-contração. Isso garante a existência de um atrator invariante compacto e a existência de um ponto fixo de S, o que é equivalente a existência da solução periódica. / Our aim in this work is to study the existence of periodic solution to oscillation in nonlinear problems of beams submitted to periodic forcing. We will study concretely two problems, which can be interpreted as an abstract second order diferential equation studied by Ceron and Lopes [1]. Our intention is to prove the existence of periodic solution to these problems. To this end, we will show that the Poincaré map S is uniform ultimately bounded and alpha-contraction. Thus we have the existence of invariant compact attractor, therefore S have a fixed point, which is equivalent the existence of a periodic solution.

Esta tese é dedicada ao estudo de uma classe de equações de ondas com condições de fronteira da acústica. Investigamos a dinâmica assintótica de tais equações no caso em que o sistema está sujeito à ação de uma força externa não autônoma. Nessa situação, adicionando uma dissipação fraca, provamos que o problema gera um processo de evolução dissipativo. O nosso objetivo é então o estudo da existência de atratores não autônomos. Num primeiro momento estabelecemos a existência de um atrator do tipo \\pullback\", minimal, dentro de um universo de conjuntos temperados. Também estudamos a semicontinuidade superior dos atratores quando a perturbação não autônoma tende para zero. Nosso resultado permite considerar forcas externas não limitadas e perturbações não lineares com crescimento crítico (de Sobolev). Num segundo momento, fazemos um estudo sobre a existência de atratores uniformes. Em vista de resultados recentes de Zelik (2015), consideramos forcas externas mais gerais do que a dita classe das forcas compactas por translação (translation-compact). Parte desta tese foi aceita para publicação na revista \\Differential and Integral Equations\" sob o ttulo \\Pullback dynamics of non-autonomous wave equations with acoustic boundary condition\". / This thesis is concerned with the study of a class of wave equations with acoustic boundary conditions. We investigate the long-time dynamics of such equations in the case where the system is subject to a non-autonomous external force. In this situation, by adding a weak dissipation, we prove that the problem generates a dissipative evolution process. Our goal is then the existence of non-autonomous attractors. In this direction, we first establishes the existence of a minimal pullback attractor within a universe of tempered sets. We also studied the upper semi-continuity of attractors when the non-autonomous perturbation tends to zero. Our result allows to consider unbounded external forces and nonlinear perturbation with critical (Sobolev) growth. Secondly, we establish the existence of uniform attractors, as well. In view of recent results Zelik (2015) we consider more general external forces than the so called class of translation-compact forces. Part of this thesis was accepted for publication in the journal \\Differential and Integral Equations\" under the title \\Pullback dynamics of non-autonomous wave equations with acoustic boundary condition\".

Esta tese é dedicada ao estudo de uma classe de equações de ondas com condições de fronteira da acústica. Investigamos a dinâmica assintótica de tais equações no caso em que o sistema está sujeito à ação de uma força externa não autônoma. Nessa situação, adicionando uma dissipação fraca, provamos que o problema gera um processo de evolução dissipativo. O nosso objetivo é então o estudo da existência de atratores não autônomos. Num primeiro momento estabelecemos a existência de um atrator do tipo \\pullback\", minimal, dentro de um universo de conjuntos temperados. Também estudamos a semicontinuidade superior dos atratores quando a perturbação não autônoma tende para zero. Nosso resultado permite considerar forcas externas não limitadas e perturbações não lineares com crescimento crítico (de Sobolev). Num segundo momento, fazemos um estudo sobre a existência de atratores uniformes. Em vista de resultados recentes de Zelik (2015), consideramos forcas externas mais gerais do que a dita classe das forcas compactas por translação (translation-compact). Parte desta tese foi aceita para publicação na revista \\Differential and Integral Equations\" sob o ttulo \\Pullback dynamics of non-autonomous wave equations with acoustic boundary condition\". / This thesis is concerned with the study of a class of wave equations with acoustic boundary conditions. We investigate the long-time dynamics of such equations in the case where the system is subject to a non-autonomous external force. In this situation, by adding a weak dissipation, we prove that the problem generates a dissipative evolution process. Our goal is then the existence of non-autonomous attractors. In this direction, we first establishes the existence of a minimal pullback attractor within a universe of tempered sets. We also studied the upper semi-continuity of attractors when the non-autonomous perturbation tends to zero. Our result allows to consider unbounded external forces and nonlinear perturbation with critical (Sobolev) growth. Secondly, we establish the existence of uniform attractors, as well. In view of recent results Zelik (2015) we consider more general external forces than the so called class of translation-compact forces. Part of this thesis was accepted for publication in the journal \\Differential and Integral Equations\" under the title \\Pullback dynamics of non-autonomous wave equations with acoustic boundary condition\".

Cette thèse se situe dans le cadre de l'analyse théorique et numérique de modèles en séparation de phase qui tiennent compte d'effets d'anisotropie. Ceci est pertinent, par exemple, pour l'évolution de cristaux dans leur matrice liquide pour lesquels ces effets d'anisotropie sont très forts. On étudie l'existence, l'unicité et la régularité de la solution des équations de Cahn-Hilliard et d'Allen-Cahn ainsi que son comportement asymptotique en terme d'existence d'un attracteur global de dimension fractale finie. La première partie de la thèse concerne certains modèles de séparation de phase qui, en particulier, décrivent la formation de motifs dendritiques. D'abord, on étudie les équations de Cahn-Hilliard et d'Allen-Cahn qui prennent en compte les effets d'anisotropie forts en dimension un avec des conditions de type Neumann sur le bord et une non linéarité régulière de type polynomial. En particulier, ces modèles contiennent un terme supplémentaire appelé régularisation de Willmore. Ensuite, on étudie ces modèles avec des conditions de type périodique (respectivement, Dirichlet) sur le bord pour l'équation de Cahn-Hilliard (respectivement, d'Allen-Cahn) mais en dimension spatiales plus élevées. Finalement, on étudie la dynamique des équations de Cahn-Hilliard et d'Allen-Cahn visqueux avec des conditions de type Neumann et Dirichlet respectivement sur le bord et une non linéarité régulière et en plus, la présence de simulations numériques qui montrent les effets du terme de viscosité sur l'anisotropie et l'isotropie dans l'équation de Cahn-Hilliard. Dans le dernier chapitre, on étudie le comportement en temps long en termes d'attracteurs de dimension finie, d'une classe d'équations doublement non linéaires de type Allen-Cahn avec des conditions de type Dirichlet sur le bord et une non linéarité singulière. / This thesis is situated in the context of the theoretical and numerical analysis of models in phase separation which take into account the anisotropic effects. This is relevant, for example, for the development of crystals in their liquid matrix for which the effects of anisotropy are very strong. We study the existence, uniqueness and the regularity of the solution of Cahn-Hilliard and Alen-Cahn equations and the asymptotic behavior in terms of the existence of a global attractor with finite fractal dimension. The first part of the thesis concerns some models in phase separation which, in particular, describe the formation of dendritic patterns. We start by study- ing the anisotropic Cahn-Hilliard and Allen-Cahn equations in one space dimension both associated with Neumann boundary conditions and a regular nonlinearity. In particular, these two models contain an additional term called Willmore regularization. Furthermore, we study these two models with Periodic (respectively, Dirichlet) boundary conditions for the Cahn-Hilliard (respectively, Allen-Cahn) equation but in higher space dimensions. Finally, we study the dynamics of the viscous Cahn-Hilliard and Allen-Cahn equations with Neumann and Dirichlet boundary conditions respectively and a regular nonlinearity in the presence of the Willmore regularization term and we also give some numerical simulations which show the effects of the viscosity term on the anisotropic and isotropic Cahn-Hilliard equations. In the last chapter, we study the long time behavior, in terms of finite dimensional attractors, of a class of doubly nonlinear Allen-Cahn equations with Dirichlet boundary conditions and singular potentials.

We investigate a system of nonlinear partial differential equations, specifically the so-called Ladyzhenskaya model, in three spatial dimensions. It will be shown that after inclusion of a perturbation of a higher order, the model exhibits a considerably better behavior, in particular it will become quite straightforward to prove differentiability of solutions with respect to the initial condition. Due to this fact we may consequently employ the method of Lyapunov exponents to estimate the fractal dimension of the exponential attractor. First, however, it will be necessary to show existence and uniqueness of solutions, improved regularity and existence of a compact invariant set for the entire system.

Detecção de outliers é uma tarefa fundamental para descoberta de conhecimento em mineração de dados. Cujo objetivo é identificar as amostras de dados que desviam acentuadamente dos padrões apresentados num conjunto de dados. Neste trabalho, apresentamos uma nova técnica de detecção de outliers baseada em caminhada determinística do turista. Especificamente um caminhante é iniciado para cada exemplar de dado, variando-se o tamanho da memória, assim, um exemplar recebe uma alta pontuação de outlier ao participar em poucos atratores, enquanto que receberá uma baixa pontuação no caso de participar numa grande quantidade de atratores. Os resultados experimentais em cenários artificiais e reais evidenciaram um bom desempenho do método proposto. Em comparação com os métodos clássicos, o método proposto apresenta as seguintes características salientes: 1) Identifica os outliers através da determinação de estruturas no espaço de dados ao invés de considerar apenas características físicas, como distância, similaridade e densidade. 2) É capaz de detectar outliers internos, situados em regiões entre dois ou mais agrupamentos. 3) Com a variação do valor de memória, os caminhantes conseguem extrair tanto características locais, quanto globais do conjunto de dados. 4) O método proposto é determinístico, não exigindo diversas execuções (em contraste às técnicas estocásticas). Além disso, neste trabalho caracterizamos, pela primeira vez, que as dinâmicas exibidas pela caminhada do turista podem gerar atratores complexos, com diversos cruzamentos. Sendo que estes podem revelar estruturas ainda mais detalhadas e consequentemente melhorar a detecção dos outliers. / Outlier detection is a fundamental task for knowledge discovery in data mining. It aims to detect data items that deviate from the general pattern of a given data set. In this work, we present a new outlier detection technique using tourist walks. Specifically, starting from each data sample and varying the memory size, a data sample gets a higher outlier score if it participates in few tourist walk attractors, while it gets a low score if it participates in a large number of attractors. Experimental results on artificial and real data sets show good performance of the proposed method. In comparison to classical methods, the proposed one shows the following salient features: 1) It finds out outliers by identifying the structure of the input data set instead of considering only physical features, such as distance, similarity or density. 2) It can detect not only external outliers as classical methods do, but also internal outliers staying among various normal data groups. 3) By varying the memory size, the tourist walks can characterize both local and global structures of the data set. 4) The proposed method is a deterministic technique. Therefore, only one run is sufficient, in contrast to stochastic techniques, which require many runs. Moreover, in this work, we find, for the first time, that tourist walks can generate complex attractors in various crossing shapes. Such complex attractors reveal data structures in more details. Consequently, it can improve the outlier detection.

Detecção de outliers é uma tarefa fundamental para descoberta de conhecimento em mineração de dados. Cujo objetivo é identificar as amostras de dados que desviam acentuadamente dos padrões apresentados num conjunto de dados. Neste trabalho, apresentamos uma nova técnica de detecção de outliers baseada em caminhada determinística do turista. Especificamente um caminhante é iniciado para cada exemplar de dado, variando-se o tamanho da memória, assim, um exemplar recebe uma alta pontuação de outlier ao participar em poucos atratores, enquanto que receberá uma baixa pontuação no caso de participar numa grande quantidade de atratores. Os resultados experimentais em cenários artificiais e reais evidenciaram um bom desempenho do método proposto. Em comparação com os métodos clássicos, o método proposto apresenta as seguintes características salientes: 1) Identifica os outliers através da determinação de estruturas no espaço de dados ao invés de considerar apenas características físicas, como distância, similaridade e densidade. 2) É capaz de detectar outliers internos, situados em regiões entre dois ou mais agrupamentos. 3) Com a variação do valor de memória, os caminhantes conseguem extrair tanto características locais, quanto globais do conjunto de dados. 4) O método proposto é determinístico, não exigindo diversas execuções (em contraste às técnicas estocásticas). Além disso, neste trabalho caracterizamos, pela primeira vez, que as dinâmicas exibidas pela caminhada do turista podem gerar atratores complexos, com diversos cruzamentos. Sendo que estes podem revelar estruturas ainda mais detalhadas e consequentemente melhorar a detecção dos outliers. / Outlier detection is a fundamental task for knowledge discovery in data mining. It aims to detect data items that deviate from the general pattern of a given data set. In this work, we present a new outlier detection technique using tourist walks. Specifically, starting from each data sample and varying the memory size, a data sample gets a higher outlier score if it participates in few tourist walk attractors, while it gets a low score if it participates in a large number of attractors. Experimental results on artificial and real data sets show good performance of the proposed method. In comparison to classical methods, the proposed one shows the following salient features: 1) It finds out outliers by identifying the structure of the input data set instead of considering only physical features, such as distance, similarity or density. 2) It can detect not only external outliers as classical methods do, but also internal outliers staying among various normal data groups. 3) By varying the memory size, the tourist walks can characterize both local and global structures of the data set. 4) The proposed method is a deterministic technique. Therefore, only one run is sufficient, in contrast to stochastic techniques, which require many runs. Moreover, in this work, we find, for the first time, that tourist walks can generate complex attractors in various crossing shapes. Such complex attractors reveal data structures in more details. Consequently, it can improve the outlier detection.

Dans cette thèse, on étudie l'existence, l'unicité et la régularité des solutionsd'équation de type Cahn-Hilliard ainsi que son comportement asymptotiqueen termes d'existence de l'attracteur global et d'un attracteur exponentiel. Cetteéquation est considérée dans un domaine borné et régulier pour différents types denonlinéarités et de conditions au bord.D'abord, on étudie l'équation avec des conditions de type Dirichlet sur le bord etune nonlinéarité régulière. Après, on considère une perturbation du problème et ondémontre l'existence d'une famille robuste d'attracteurs exponentiels lorsque ε tendvers 0.Ensuite, on étudie l'équation avec des conditions dynamiques sur le bord. On considèretout d'abord une nonlinéarité régulière et on donne une étude théorique etnumérique. Après, on illustre ces résultats par des simulations numériques en dimensiondeux d'espace qui permettent d'étudier l'influence des différents paramètres.On termine par une étude du modèle considéré avec une nonlinéarité singulière quel'on approche par des fonctions régulières et on introduit une notion de solutionappropriée. / This thesis is devoted to the study of the existence, uniqueness andregularity of solutions for a Cahn-Hilliard type equation, as well as the asymptoticbehavior in terms of existence of the global attractor and of an exponential attractor.This equation is considered in a bounded and smooth domain under variousassumptions on the nonlinear terms and with different boundary conditions.We start by studying the equation with Dirichlet boundary conditions and a regularnonlinearity. Then, we consider a perturbation of the problem and we prove theexistence of a robust family of exponential attractors as ε tends to 0.For the equation endowed with dynamic boundary conditions, we first consider aregular nonlinearity and we treat the theoretical and numerical analysis. Then, weillustrate the results by numerical simulations in two space dimension which allow usto study the influence of different parameters. Finally, we treat the problem consideredwith a singular nonlinearity which is approximated by regular functions andwe give a suitable notion of solutions.