In this thesis we investigated two major issues in astrophysical flows: the transport of magnetic fields in highly conducting fluids in the presence of turbulence, and the turbulence evolution and turbulent dynamo amplification of magnetic fields in collisionless plasmas. The first topic was explored in the context of star-formation, where two intriguing problems are highly debated: the requirement of magnetic flux diffusion during the gravitational collapse of molecular clouds in order to explain the observed magnetic field intensities in protostars (the so called \"magnetic flux problem\") and the formation of rotationally sustained protostellar discs in the presence of the magnetic fields which tend to remove all the angular momentum (the so called \"magnetic braking catastrophe\"). Both problems challenge the ideal MHD description, usually expected to be a good approximation in these environments. The ambipolar diffusion, which is the mechanism commonly invoked to solve these problems, has been lately questioned both by observations and numerical simulation results. We have here investigated a new paradigm, an alternative diffusive mechanism based on fast magnetic reconnection induced by turbulence, termed turbulent reconnection diffusion (TRD). We tested the TRD through fully 3D MHD numerical simulations, injecting turbulence into molecular clouds with initial cylindrical geometry, uniform longitudinal magnetic field and periodic boundary conditions. We have demonstrated the efficiency of the TRD in decorrelating the magnetic flux from the gas, allowing the infall of gas into the gravitational well while the field lines migrate to the outer regions of the cloud. This mechanism works for clouds starting either in magnetohydrostatic equilibrium or initially out-of-equilibrium in free-fall. We estimated the rates at which the TRD operate and found that they are faster when the central gravitational potential is higher. Also we found that the larger the initial value of the thermal to magnetic pressure ratio (beta) the larger the diffusion process. Besides, we have found that these rates are consistent with the predictions of the theory, particularly when turbulence is trans- or super-Alfvénic. We have also explored by means of 3D MHD simulations the role of the TRD in protostellar disks formation. Under ideal MHD conditions, the removal of angular momentum from the disk progenitor by the typically embedded magnetic field may prevent the formation of a rotationally supported disk during the main protostellar accretion phase of low mass stars. Previous studies showed that an enhanced microscopic diffusivity of about three orders of magnitude larger than the Ohmic diffusivity would be necessary to enable the formation of a rotationally supported disk. However, the nature of this enhanced diffusivity was not explained. Our numerical simulations of disk formation in the presence of turbulence demonstrated the efficiency of the TRD in providing the diffusion of the magnetic flux to the envelope of the protostar during the gravitational collapse, thus enabling the formation of rotationally supported disks of radius ~ 100 AU, in agreement with the observations. The second topic of this thesis has been investigated in the framework of the plasmas of the intracluster medium (ICM). The amplification and maintenance of the observed magnetic fields in the ICM are usually attributed to the turbulent dynamo action which is known to amplify the magnetic energy until close equipartition with the kinetic energy. This is generally derived employing a collisional MHD model. However, this is poorly justified a priori since in the ICM the ion mean free path between collisions is of the order of the dynamical scales, thus requiring a collisionless-MHD description. We have studied here the turbulence statistics and the turbulent dynamo amplification of seed magnetic fields in the ICM using a single-fluid collisionless-MHD model. This introduces an anisotropic thermal pressure with respect to the direction of the local magnetic field and this anisotropy modifies the MHD linear waves and creates kinetic instabilities. Our collisionless-MHD model includes a relaxation term of the pressure anisotropy due to the feedback of the mirror and firehose instabilities. We performed 3D numerical simulations of forced transonic turbulence in a periodic box mimicking the turbulent ICM, assuming different initial values of the magnetic field intensity and different relaxation rates of the pressure anisotropy. We showed that in the high beta plasma regime of the ICM where these kinetic instabilities are stronger, a fast anisotropy relaxation rate gives results which are similar to the collisional-MHD model in the description of the statistical properties of the turbulence. Also, the amplification of the magnetic energy due to the turbulent dynamo action when considering an initial seed magnetic field is similar to the collisional-MHD model, particularly when considering an instantaneous anisotropy relaxation. The models without any pressure anisotropy relaxation deviate significantly from the collisional-MHD results, showing more power in small-scale fluctuations of the density and velocity field, in agreement with a significant presence of the kinetic instabilities; however, the fluctuations in the magnetic field are mostly suppressed. In this case, the turbulent dynamo fails in amplifying seed magnetic fields and the magnetic energy saturates at values several orders of magnitude below the kinetic energy. It was suggested by previous studies of the collisionless plasma of the solar wind that the pressure anisotropy relaxation rate is of the order of a few percent of the ion gyrofrequency. The present study has shown that if this is also the case for the ICM, then the models which best represent the ICM are those with instantaneous anisotropy relaxation rate, i.e., the models which revealed a behavior very similar to the collisional-MHD description. / Nesta tese, investigamos dois problemas chave relacionados a fluidos astrofísicos: o transporte de campos magnéticos em plasmas altamente condutores na presença de turbulência, e a evolução da turbulência e amplificação de campos magnéticos pelo dínamo turbulento em plasmas não-colisionais. O primeiro tópico foi explorado no contexto de formação estelar, onde duas questões intrigantes são intensamente debatidas na literatura: a necessidade da difusão de fluxo magnético durante o colapso gravitacional de nuvens moleculares, a fim de explicar as intensidades dos campos magnéticos observadas em proto-estrelas (o denominado \"problema do fluxo magnético\"), e a formação de discos proto-estelares sustentados pela rotação em presença de campos magnéticos, os quais tendem a remover o seu momento angular (a chamada \"catástrofe do freamento magnético\"). Estes dois problemas desafiam a descrição MHD ideal, normalmente empregada para descrever esses sistemas. A difusão ambipolar, o mecanismo normalmente invocado para resolver estes problemas, vem sendo questionada ultimamente tanto por observações quanto por resultados de simulações numéricas. Investigamos aqui um novo paradigma, um mecanismo de difusão alternativo baseado em reconexão magnética rápida induzida pela turbulência, que denominamos reconexão turbulenta (TRD, do inglês turbulent reconnection diffusion). Nós testamos a TRD através de simulações numéricas tridimensionais MHD, injetando turbulência em nuvens moleculares com geometria inicialmente cilíndrica, permeadas por um campo magnético longitudinal e fronteiras periódicas. Demonstramos a eficiência da TRD em desacoplar o fluxo magnético do gás, permitindo a queda do gás no poço de potencial gravitacional, enquanto as linhas de campo migram para as regiões externas da nuvem. Este mecanismo funciona tanto para nuvens inicialmente em equilíbrio magneto-hidrostático, quanto para aquelas inicialmente fora de equilíbrio, em queda livre. Nós estimamos as taxas em que a TRD opera e descobrimos que são mais rápidas quando o potencial gravitacional é maior. Também verificamos que quanto maior o valor inicial da razão entre a pressão térmica e magnética (beta), mais eficiente é o processo de difusão. Além disto, também verificamos que estas taxas são consistentes com as previsões da teoria, particularmente quando a turbulência é trans- ou super-Alfvénica. Também exploramos por meio de simulações MHD 3D a influência da TRD na formação de discos proto-estelares. Sob condições MHD ideais, a remoção do momento angular do disco progenitor pelo campo magnético da nuvem pode evitar a formação de discos sustentados por rotação durante a fase principal de acreção proto-estelar de estrelas de baixa massa. Estudos anteriores mostraram que uma super difusividade microscópica aproximadamente três ordens de magnitude maior do que a difusividade ôhmica seria necessária para levar à formação de um disco sustentado pela rotação. No entanto, a natureza desta super difusividade não foi explicada. Nossas simulações numéricas da formação do disco em presença de turbulência demonstraram a eficiência da TRD em prover a diffusão do fluxo magnético para o envelope da proto-estrela durante o colapso gravitacional, permitindo assim a formação de discos sutentados pela rotação com raios ~ 100 UA, em concordância com as observações. O segundo tópico desta tese foi abordado no contexto dos plasmas do meio intra-aglomerado de galáxias (MIA). A amplificação e manutenção dos campos magnéticos observados no MIA são normalmente atribuidas à ação do dínamo turbulento, que é conhecidamente capaz de amplificar a energia magnética até valores próximos da equipartição com a energia cinética. Este resultado é geralmente derivado empregando-se um modelo MHD colisional. No entanto, isto é pobremente justificado a priori, pois no MIA o caminho livre médio de colisões íon-íon é da ordem das escalas dinâmicas, requerendo então uma descrição MHD não-colisional. Estudamos aqui a estatística da turbulência e a amplificação por dínamo turbulento de campos magnéticos sementes no MIA, usando um modelo MHD não-colisional de um único fluido. Isto indroduz uma pressão térmica anisotrópica com respeito à direção do campo magnético local. Esta anisotropia modifica as ondas MHD lineares e cria instabilidades cinéticas. Nosso modelo MHD não-colisional inclui um termo de relaxação da anisotropia devido aos efeitos das instabilidades mirror e firehose. Realizamos simulações numéricas 3D de turbulência trans-sônica forçada em um domínio periódico, mimetizando o MIA turbulento e considerando diferentes valores iniciais para a intensidade do campo magnético, bem como diferentes taxas de relaxação da anisotropia na pressão. Mostramos que no regime de plasma com altos valores de beta no MIA, onde estas instabilidades cinéticas são mais fortes, uma rápida taxa de relaxação da anisotropia produz resultados similares ao modelo MHD colisional na descrição das propriedades estatísticas da turbulência. Além disso, a amplificação da energia mangética pela ação do dínamo turbulento quando consideramos um campo magnético semente, é similar ao modelo MHD colisional, particularmente quando consideramos uma relaxação instantânea da anisotropia. Os modelos sem qualquer relaxação da anisotropia de pressão mostraram resultados que se desviam significativamente daqueles do MHD colisional, mostrando mais potências nas flutuações de pequena escala da densidade e velocidade, em concordância com a presença significativa das instabilidades cinéticas nessas escalas; no entanto, as flutuações do campo magnético são, em geral, suprimidas. Neste caso, o dínamo turbulento também falha em amplificar campos magnéticos sementes e a energia magnética satura em valores bem abaixo da energia cinética. Estudos anteriores do plasma não-colisional do vento solar sugeriram que a taxa de relaxação da anisotropia na pressão é da ordem de uma pequena porcentagem da giro-frequência dos íons. O presente estudo mostrou que, se este também é o caso para o MIA, então os modelos que melhor representam o MIA são aqueles com taxas de relaxação instantâneas, ou seja, os modelos que revelaram um comportamento muito similar à descrição MHD colisional.

In this thesis, we aim to further elucidate the phenomenon of galaxy evolution in the environment of galaxy clusters using the methodology of numerical simulations. For that, we have developed hydrodynamic models in which idealized gas-rich galaxies move within the ICM of idealized galaxy clusters, allowing us to probe in a detailed and controlled manner their evolution in this extreme environment. The main code used in our simulations is RAMSES, and our results concern the changes in gas composition, star formation rate, luminosity and color of infalling galaxies. Additionally to processes taking place inside the galaxies themselves, we have also described the dynamics of the gas that is stripped from those galaxies with unprecedented resolution for simulations of this nature (122 pc in a box including an entire 1e14 Msun cluster), finding that clumps of molecular gas are formed within the tails of ram pressure stripped galaxies, which proceed to live in isolation within the ICM of a galaxy cluster for up to 300 Myr. Those molecular clumps possibly represent a new class of objects; similar objects have been observed in both galaxy clusters and groups, but no comprehensive description of them has been given until now. We additionally create a hydrodynamic model for the A901/2 multi-cluster system, and correlate the gas conditions in this model to the locations of a sample of candidate jellyfish galaxies in the system; this has allowed us to infer a possible mechanism for the generation of jellyfish morphologies in galaxy cluster collisions in general. / Nesta tese, nós visamos a contribuir para o entendimento do fenômeno da evolução de galáxias no ambiente de aglomerados de galáxias usando a metodologia de simulações numéricas. Para isso, desenvolvemos modelos hidrodinâmicos nos quais galáxias idealizadas ricas em gás movem-se em meio ao gás difuso de aglomerados de galáxias idealizados, permitindo um estudo detalhado e controlado da evolução destas galáxias neste ambiente extremo. O principal código usado em nossas simulações é o RAMSES, e nossos resultados tratam das mudanças em composição do gás, taxa de formação estelar, luminosidade e cor de galáxias caindo em aglomerados. Adicionalmente a processos acontecendo dentro das próprias galáxias, nós também descrevemos a dinâmica do gás que é varrido dessas galáxias com resolução sem precedentes para simulações dessa natureza (122 pc em uma caixa incluindo um aglomerado de 1e14 Msun inteiro), encontrando que aglomerados de gás molecular são formados nas caudas de galáxias que passaram por varrimento de gás por pressão de arraste, aglomerados estes que procedem a viver em isolamento em meio ao gás difuso de um aglomerado de galáxias por até 300 Myr. Esses aglomerados moleculares possivelmente representam uma nova classe de objetos; objetos similares foram previamente observados tanto em aglomerados quanto em grupos de galáxias, mas um tratamento compreensivo deles não foi apresentado até agora. Nós adicionalmente criamos um modelo hidrodinâmico para o sistema multi-aglomerado A901/2, e correlacionamos as condições do gás nesse modelo com a localização de uma amostra de galáxias jellyfish nesse sistema; isso nos permitiu inferir um possível mecanismo para a geração de morfologias jellyfish em colisões de aglomerados de galáxias em geral.

No cenário da produção de edificações sustentáveis, a madeira laminada colada (MLC) ocupa lugar de destaque, sobretudo pela possibilidade de emprego de madeiras provenientes de florestas plantadas. Com o propósito de amenizar os problemas de durabilidade, quando exposta às intempéries, uma solução pressupõe a associação das vigas de MLC com um tabuleiro de concreto armado, sendo as partes ligadas por meio de conexões flexíveis. Essa técnica tem sido aplicada com sucesso, especialmente por conta do expressivo acréscimo de rigidez proporcionado pela composição. No entanto, em situações de elevados carregamentos ou de grandes vãos, a aplicação de reforços com fibras sintéticas, na face tracionada das vigas de MLC, aprimora ainda mais essa técnica, refletindo-se em significativos acréscimos nas forças de ruptura. Neste trabalho avaliou-se, de forma experimental e numérica, o comportamento estrutural de vigas mistas de MLC-concreto reforçadas com fibras de vidro. Numa primeira etapa foram estudados os elementos de ligação, optando-se pelos ganchos de aço com diâmetro de 8 mm pelo seu excepcional desempenho. Em seguida foram confeccionadas as vigas mistas, com e sem reforços com fibras de vidro, registrando-se acréscimo médio de 37% no módulo de ruptura (MOR) das vigas mistas em relação às vigas de MLC, ambas reforçadas com fibras. O emprego do reforço com fibras sintéticas se justifica pela diminuição na dispersão dos resultados. Por fim, um algoritmo foi proposto para o dimensionamento das vigas mistas de MLC-concreto reforçadas com fibras de vidro, o qual, associado às avaliações numéricas e experimentais, permite ampliar os horizontes de aplicação das estruturas de madeira. / Production of sustainable constructions forms a scenario where glulam beams occupy a prominence place, because of the possibility of utilization of wood that comes from planted forests. With the intention of diminution in the durability problems, when exposed to the weather effects, a solution presupposes the association of glulam beams with a reinforced concrete slab, in which the components are linked by means of flexible connections. This technique has been applied with results, especially due to the expressive increment in stiffness provided by the composition. However, in situations where high loads or great spans are found, the application of synthetic fibers reinforcements in the tension side of glulam beams improve this technique, being reflected in significant increments in the rupture forces. In this study it was evaluated, in experimental and numerical way, the structural behavior of glulam-concrete composite beams reinforced with glass fiber reinforced polymer (GFRP). In a first stage the connection elements were studied, being opted for steel hooks with 8 mm in diameter because of their exceptional behavior. Soon after, the composite beams were made with and without GFRP reinforcements and their tests showed average increment of 37% in modulus of rupture (MOR), when the composite beams were compared to glulam beams, both reinforced with GFRP. The decrease in the variability of results justifies the use of synthetic fibers reinforcements. Finally, an algorithm was proposed for the design of glulam-concrete composite beams reinforced with GFRP. So, when associated with the experimental and numerical evaluations that were carried out, this method allows enlarging the horizons of timber structures applications.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:50:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao.pdf: 1038066 bytes, checksum: 0c944d0201d676758ed46389266e18f6 (MD5) Previous issue date: 2005-12-22 / A formulação do problema de precificação de opções, envolve uma parte significantiva da teoria de processos estocásticos (incluindo equações diferenciais estocásticas). O objetivo desse trabalho é a análise numérica do modelo de Black e Scholes para precificação de opções Européias e Americanas. São apresentadas formulações de equações e inequações variacionais parabólicas associadas a esta modelagem. Após uma breve introdução de alguns conceitos sobre a teoria financeira, base econômica e estatística, apresenta-se o modelo de Black e Scholes para o prêmio de opções Européias e sua generalização para os contratos de opções Americanas. Também são modelados contratos de opções Européias e Americanas onde o investidor tem o direito de negociar dois ativos subjacentes, resultando em modelos bidimensionais também aproximados por métodos de elementos finitos. Por fim apresentam-se resultados numéricos de simulações para opções Européias e Americanas, em uma e duas dimensões.

Made available in DSpace on 2015-03-04T18:57:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 danielmoita_tesefinal.pdf: 1307742 bytes, checksum: 19f5820728d061b2b71cf62a0ffd0433 (MD5) Previous issue date: 2011-04-27 / The interaction between large-scale ux fields and precipitation fields in the tropical atmosphere can produce sharp boundaries between dry and humid regions (limited ahead by the rainfall front). As the speed of propagation of disturbances in these regions are di_erent, they form a discontinuity (Days and Pauluis, 2009). This phenomenon can be represented by a system of equations formed by the shallow water equations and the conservation equation of water vapor coupled by a nonlinear source term (Frierson et al., 2004). The aim of this study is to compare the consistency of results and performance of numerical simulation models that use ten di_erent numerical methods for solving these equations, including the finite di_erence methods: Leapfrog, Lax-Wendro_ and Leapfrog with _lters; the upwind method developed by Walcek (2000) and used in Freitas et al. (2011); and the finite volume methods: Godunov, Lax-Wendro_, Minmod, MC, Superbee and Bean-Warming. These models are tested with nonlinear conditions and, at the end, the results show that, albeit more complex and with a higher computational cost in identical simulations, the finite volume method is more appropriate to simulate such a phenomenon because it provides a more accurate solution when dealing with these discontinuities, thereby producing more realistic results than in the other cases. These results may have impact on the design of new models for the operational centers of weather and climate. / A interação entre campos de fluxos de larga escala e campos de precipitação na atmosfera tropical pode apresentar fronteiras abruptas entre regiões secas e regiões úmidas (limitadas pela frente de precipitação). Como a velocidade de propagação de distúrbios nessas regiões é diferente, forma-se uma descontinuidade (Dias e Pauluis, 2009). Tal fenômeno pode ser representado por um sistema de equações formado pelas equações da água rasa e pela equação de conservação do vapor d'água acopladas por um termo fonte não linear (Frierson et al., 2004) . O objetivo do presente trabalho é comparar a consistência dos resultados e o desempenho de modelos de simulação numérica que utilizam dez métodos numéricos diferentes para resolver essas equações, dentre eles os métodos das diferenças finitas: Leapfrog, Lax-Wendroff e Leapfrog com filtros; Upwind desenvolvido por Walcek (2000) e utilizado em Freitas et al. (2011); e os métodos de volumes finitos: Godunov, Lax-Wendroff, Minmod, MC, Superbee e Bean-Warming. Estes modelos são testados com condições não lineares e, ao final, os resultados mostram que o método dos volumes finitos, mesmo sendo mais complexo e ter um custo computacional maior em simulações idênticas, é mais adequado para simular tal fenômeno pois fornece uma solução mais precisa ao lidar com as descontinuidades, gerando, assim, resultados mais realísticos que nos outros casos. Esses resultados podem ter impacto no desenho dos novos modelos para os centros operacionais de previsão de tempo e clima.

Cosmological N-body simulations indicate that the dark matter haloes of galaxies should be generally triaxial. Yet, the presence of a baryonic disc is believed to modify the shape of the haloes. The goal of this thesis is to study how bar formation is affected by halo triaxiality and how, in turn, the presence of the bar influences the shape of the halo. We performed a series of collisionless and hydrodynamical numerical simulations, using elliptical discs as initial conditions. Triaxial halos tend to become more spherical and we show that part of the circularisation of the halo is due to disc growth, but part must be attributed to the formation of a bar. We find that the presence of gas in the disc is a more efficient factor than halo triaxiality in inhibiting the formation of a strong bar. / As simulações cosmológicas de N-corpos indicam que os halos de matéria escura das galáxias devem ser em geral triaxiais. Contudo, acredita-se que a presença de um disco bariônico seja capaz de alterar a forma do halo. O objetivo desta tese é o de estudar como a formação de barras é afetada pela triaxialidade do halo e como, por sua vez, a presença da barra influencia a forma do halo. Nós realizamos uma série de simulações numéricas acolisionais e hidrodinâmicas, utilizando discos elípticos como condições iniciais. Os halos triaxiais tendem a se tornar mais esféricos e nós mostramos que parte da circularização do halo é devida ao crescimento do disco, mas parte precisa ser atribuída à formação da barra. Notamos que a presença de gás no disco é um fator mais eficiente do que a triaxialidade do halo em inibir a formação de uma barra forte.

Groundwater studies face computational limitations when providing local detail within regional models. The researchers are concentrated on applying the numerical models to minimize the difference between the physical reality and the implemented numerical model by considering the minimum computational cost. This work consists of the study of line-elements (such as line-doublets, circles, polygons, fractures) using the Analytic Element Method (AEM) for groundwater flow. In this work, we consider the study of two-dimensional groundwater flow in fractured porous media by the Analytic Element Method. We develop a numerical solution based on a series expansion for a problem with more than one fracture. Each fracture has an influence that can be expanded in a series that satisfies Laplaces equation exactly. In the series expansion, the unknown coefficients are obtained from the discharge potentials of all other elements that are related to the expansion coefficients. Sizes, locations and conductivities for all inhomogeneities are selected arbitrarily. This work also discusses a matrix method obtained by imposing the intern boundary conditions for the Analytic Element Method. The convergence analysis of a Gauss-Seidel type iterative method is also discussed. / Estudos de águas subterrâneas enfrentam limitações computacionais ao fornecer detalhes locais em modelos regionais. Os pesquisadores estão concentrados na aplicação dos modelos numéricos para minimizar a diferença entre a realidade física e o modelo numérico implementado considerando o custo computacional mínimo. Este trabalho consiste no estudo de elementos de linha (como line-doublets, círculos, polígonos, fraturas) usando o Método de Elemento Analítico (AEM) para o fluxo de águas subterrâneas. Neste trabalho, consideramos o estudo do fluxo bidimensional de águas subterrâneas em meios porosos fraturados pelo Método dos Elementos Analíticos. Desenvolvemos uma solução numérica baseada em uma expansão em série para um problema com mais de uma fratura. Cada fratura tem uma influência que pode ser expandida em uma série que satisfaça exatamente a equação de Laplace. Na expansão da série, os coeficientes desconhecidos são obtidos a partir dos potenciais de descarga de todos os outros elementos que estão relacionados aos coeficientes de expansão. Tamanhos, locais e condutividades para todas as não-homogeneidades são arbitrariamente selecionados. Este trabalho também discute o método da matriz obtido impondo as condições de contorno do interno para o Método do Elemento Analítico. A análise de convergência de um método iterativo tipo Gauss-Seidel também é discutida.

A reconstrução de superfícies a partir de nuvens de pontos faz parte de um novo paradigma de modelagem em que modelos computacionais para objetos reais são reconstruídos a partir de dados amostrados sobre a superfície dos mesmos. O principal problema que surge nesse contexto é o fato de que não são conhecidas relações de conectividade entre os pontos que compõe a amostra. Os objetivos do presente trabalho são estudar métodos implícitos para a reconstrução de superfícies e propor algumas melhorias pouco exploradas por métodos já existentes. O uso de funções implícitas no contexto da reconstrução conduz a métodos mais robustos em relação a ruídos, no entanto, uma das principais desvantagens de tais métodos está na dificuldade de capturar detalhes finos e sharp features. Nesse sentido, o presente trabalho propõe o uso de abordagens adaptativas, tanto na poligonalização de superfícies quanto na aproximação de superfícies. Além disso, questões relativas à robustez das soluções locais e à qualidade da malha também são abordadas. Por fim, o método desenvolvido é acoplado aumsoftware traçador de raios afimde se obterumamaneira de modelar cenas tridimensionais utilizando nuvens de pontos, além dos objetos gráficos tradicionais. Os resultados apresentados mostram que muitas das soluções propostas oferecem um incremento à qualidade dos métodos de reconstrução anteriormente propostos / Surface reconstruction from point clouds is part of a new modeling paradigm in which computational models for real objects are reconstructed from data sampled from their surface. The main problem that arises in this context is the fact that there are no known connectivity relationships amongst the points that compose the sample. The objectives of the present work are to study implicit methods for surface reconstruction and to propose some improvements scarcely explored by previous work. The use of implicit functions in the context of surface reconstruction leads to less noise sensitive methods; however, one major drawback of such methods is the difficulty in capturing fine details and sharp features. Towards this, the present work proposes the use of adaptive approaches, not only in the polygonization but also in the surface approximation. Besides, robustness issues in local solutions and mesh quality are also tackled. Finally, the developed method is embedded in a ray tracer software in order to set a basis for modeling tridimensional scenes using point sets, in addition to traditional graphic objects. The presented results show that a great deal of the proposed solutions offer a quality increase to the reconstruction method previously proposed

Submitted by Andreza Leão (andrezaflh@gmail.com) on 2018-06-21T18:41:38Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseFormacaoClasses.pdf: 1362655 bytes, checksum: 63682992ac05a79db5427877574573c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Celia Santana (celiasantana@ufpa.br) on 2018-12-12T17:50:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseFormacaoClasses.pdf: 1362655 bytes, checksum: 63682992ac05a79db5427877574573c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-12-12T17:50:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseFormacaoClasses.pdf: 1362655 bytes, checksum: 63682992ac05a79db5427877574573c7 (MD5) Previous issue date: 2010-08-20 / Estudos têm demonstrado a formação de classes ordinais em humanos a partir do ensino de sequências independentes. A reversão de funções ordinais é uma variável importante quando uma seqüência é submetida ao controle condicional. Tem-se verificado a formação de classes ordinais sob controle condicional quando se utiliza o encadeamento no estabelecimento das contingências originais. O ensino de sequências por sobreposição de pares (e.g. A1->A2, A2- >A3, A3->A4, A4->A5) pode garantir a emergência da transitividade intra-sequência de forma inequívoca. Não há resultados conclusivos com o procedimento de ensino por sobreposição sob controle condicional. Este trabalho investigou a emergência de relações ordinais em crianças, a partir do ensino por sobreposição de pares de estímulos em três experimentos. As sessões experimentais foram realizadas em uma sala de uma instituição de atendimento social. Um software (REL na versão 5.0) foi utilizado para apresentação dos estímulos e registro das respostas no computador. A tarefa experimental era responder em sequência aos estímulos apresentados simultaneamente na tela do computador. As respostas corretas eram reforçadas diferencialmente no ensino. O Experimento piloto teve como objetivo verificar a emergência de relações ordinais após o ensino de três sequências por pares sobrepostos sob controle condicional com reversão da função (e.g. se verde, A1->A2; se vermelho, A2->A1). Três crianças pré-escolares participaram do estudo. Os estímulos visuais eram numerais cardinais (“A”), nomes escritos dos numerais (“B”) e quantidades (“C”). Dois participantes demonstraram a emergência de relações transitivas e um deles demonstrou a formação de classes ordinais sob controle condicional. O Experimento 1 teve como objetivo analisar a formação de classes ordinais após o ensino de duas sequências por pares sobrepostos. Dois conjuntos (“A” e “B”) de cinco estímulos visuais foram utilizados (numerais e quantidades). Todos apresentaram a emergência de relações transitivas e a maioria apresentou formação de classes ordinais e desempenhos de generalização. Cinco crianças que foram submetidas ao Experimento 1 participaram do Experimento 2. O objetivo do Experimento 2 foi investigar os efeitos da introdução do controle condicional nas sequências previamente aprendidas. Todos os participantes apresentaram a emergência de relações transitivas e indícios de formação de classes sob controle condicional. Três participantes apresentaram a emergência das relações da segunda sequência (“B”) quando os estímulos foram apresentados os pares sob controle condicional. Os resultados nos testes de sequenciação mostraram variabilidade, possivelmente relacionada a controles de estimulos não previstos. Discutem-se os dados em função dos pré-requisitos para a emergência de relações ordinais com a ampliação da contingência; e das implicações do estudo para compreensão do comportamento conceitual numérico em crianças. / Studies have shown that the formation of ordinal classes emerge from separate sequence training. The reversal of ordinal functions becomes an important variable when a sequence is subjected to conditional control. The development of ordinal classes under conditional control has been verified when a chaining procedure was used to establish the original contingencies. The training of overlapping paired sequences (e.g. A1->A2, A2->A3, A3- >A4, and A4->A5) may lead to the true emergence of intra-sequential transitive relations. There have been no conclusive results when using an overlapping procedure with conditional control. This study investigated the emergence of ordinal relations in children when overlapping paired stimuli were employed in three experiments. The experimental sessions were conducted in a room located in an educational institution. An REL software program (Version 5.0 for windows) was utilized for stimulus presentation and response recording. The experimental task required sequential responses simultaneous stimuli displayed on the monitor, and correct responses received differential reinforcement during the training session. The purpose of the pilot study was to ascertain whether ordinal relations emerged when training involved overlapping two-stimulus sequences and functional reversals (e.g. when a green square elicited an A1->A2 response, or if a red square elicited an A2->A1 response). Three preschool children participated in the study, and the visual stimuli were cardinal numbers (Sequence “A”), written names of numbers (“B”), and quantities (“C”). The emergence of transitive relations was observed in two participants, and another exhibited ordinal class formation under conditional control. Subsequently, Experiment 1 analyzed the emergence of ordinal relations in eight additional children, following overlapping twostimulus sequence training (e.g. A1->A2, A2->A3 and so forth). Two sets of visual stimuli were used (numbers and quantities). All participants formed transitive relations and in most of them, ordinal class formation was observed as well as novel performance on a generalization test. Furthermore, five children from Experiment 1 participated in Experiment 2, and were exposed to overlapping two-stimulus sequence training on one set of stimuli (“A”) involving conditional control of color discrimination. The aim of this experiment was to investigate the effects of conditional control on ordinal relations. In all of these participants the emergence of transitive relations and ordinal class formation was verified. Three children produced pairs of the second sequence (“B”) under conditional control without direct training. However, performance on the sequence probes varied, apparently as a result of unprogrammed stimulus control. Finally, the discussion focused on the prerequisites for sequential responding under conditional control and its implications for the development of number concepts in children.

In this thesis, we aim to further elucidate the phenomenon of galaxy evolution in the environment of galaxy clusters using the methodology of numerical simulations. For that, we have developed hydrodynamic models in which idealized gas-rich galaxies move within the ICM of idealized galaxy clusters, allowing us to probe in a detailed and controlled manner their evolution in this extreme environment. The main code used in our simulations is RAMSES, and our results concern the changes in gas composition, star formation rate, luminosity and color of infalling galaxies. Additionally to processes taking place inside the galaxies themselves, we have also described the dynamics of the gas that is stripped from those galaxies with unprecedented resolution for simulations of this nature (122 pc in a box including an entire 1e14 Msun cluster), finding that clumps of molecular gas are formed within the tails of ram pressure stripped galaxies, which proceed to live in isolation within the ICM of a galaxy cluster for up to 300 Myr. Those molecular clumps possibly represent a new class of objects; similar objects have been observed in both galaxy clusters and groups, but no comprehensive description of them has been given until now. We additionally create a hydrodynamic model for the A901/2 multi-cluster system, and correlate the gas conditions in this model to the locations of a sample of candidate jellyfish galaxies in the system; this has allowed us to infer a possible mechanism for the generation of jellyfish morphologies in galaxy cluster collisions in general. / Nesta tese, nós visamos a contribuir para o entendimento do fenômeno da evolução de galáxias no ambiente de aglomerados de galáxias usando a metodologia de simulações numéricas. Para isso, desenvolvemos modelos hidrodinâmicos nos quais galáxias idealizadas ricas em gás movem-se em meio ao gás difuso de aglomerados de galáxias idealizados, permitindo um estudo detalhado e controlado da evolução destas galáxias neste ambiente extremo. O principal código usado em nossas simulações é o RAMSES, e nossos resultados tratam das mudanças em composição do gás, taxa de formação estelar, luminosidade e cor de galáxias caindo em aglomerados. Adicionalmente a processos acontecendo dentro das próprias galáxias, nós também descrevemos a dinâmica do gás que é varrido dessas galáxias com resolução sem precedentes para simulações dessa natureza (122 pc em uma caixa incluindo um aglomerado de 1e14 Msun inteiro), encontrando que aglomerados de gás molecular são formados nas caudas de galáxias que passaram por varrimento de gás por pressão de arraste, aglomerados estes que procedem a viver em isolamento em meio ao gás difuso de um aglomerado de galáxias por até 300 Myr. Esses aglomerados moleculares possivelmente representam uma nova classe de objetos; objetos similares foram previamente observados tanto em aglomerados quanto em grupos de galáxias, mas um tratamento compreensivo deles não foi apresentado até agora. Nós adicionalmente criamos um modelo hidrodinâmico para o sistema multi-aglomerado A901/2, e correlacionamos as condições do gás nesse modelo com a localização de uma amostra de galáxias jellyfish nesse sistema; isso nos permitiu inferir um possível mecanismo para a geração de morfologias jellyfish em colisões de aglomerados de galáxias em geral.