Neste trabalho estendemos o método LTSN2D-DiagExp para problemas de transporte de nêutrons bidimensionais heterogêneos e construímos um novo algoritmo para resolver as equações de ordenadas discretas SN tridimensionais em domínios homogêneos e heterogêneos, denominado LTSN3D-DiagExp. Esses algoritmos são construídos a partir da diagonalização das matrizes de transporte SN. Os termos de fuga transversal, que surgem nas equações SN integradas transversalmente, são representados por uma função exponencial com constante de decaimento heuristicamente identificada com parâmetros materiais característicos do meio. Como os autovalores podem ter multiplicidade maior que a unidade, desenvolvemos uma análise espectral a fim de garantir a diagonalização e estudar questões de estabilidade. Um estudo sobre o condicionamento é também feito. Definimos os erros no fluxo aproximado e na fórmula da quadratura, e estabelecemos uma relação entre eles. A convergência ocorre com condções de fronteira e quadratura angular adequadas. Apresentamos os resultados numéricos gerados pelos novos métodos LTSN2D-DiagExp e LTSN3D-DiagExp aplicados a problemas disponíveis na literatura. / In this work we extend the LTSN2D-DiagExp method for heterogeneous twodimensional neutral particle transport problems and we construct a new algorithm to numerically solve three-dimensional discrete ordinates equations SN in homogeneous and heterogeneous domains, that we refer to as the LTSN3D-DiagExp method. The essence of these methods are the diagonalization of the SN transport matrices. The transverse leakage terms that appear in the transverse integrated SN equations, are represented by exponential functions with decay constant depending on the characteristics of the material associated to the medium the particles leave behind. As the eigenvalues can have multiplicity greater than one, we present a spectral analysis in order to find the eigenvalues and corresponding linearly independent eigenvectors. Moreover, a study about the condition of the transport matrix is offered. We define the errors in the approach flow and the formula of the quadrature, and establish a relation between them. The convergence occurs depending on the boundary conditions and the adequate choice of the angular quadrature scheme. We present numerical results generated by present methods (LTSN2D-DiagExp and LTSN3D-DiagExp) applied to model problems available in the literature.

Neste trabalho duas soluções em ordenadas discretas são propostas para problemas da dinâmica de gases rarefeitos, em meio finito e semi-infinito, abordados segundo o modelo BGK linearizado. As duas versões utilizam os chamados "halfrange" esquemas de quadratura, no entanto os dois casos diferem basicamente na avaliação, analítica ou numérica, das soluções elementares do sistema de equações em ordenadas discretas. Ainda um problema de autovalores simplificado, baseado em matrizes que são perturbações de matrizes de posto um, resulta nas duas abordagens e é tratado a partir de rotinas específicas. Resultados numéricos são apresentados. / In this work two discrete ordinates solutions are developed to solve a class of problems in the theory of rarefied gas dynamics, in finite and semi-infinite media: described by the linearized BGK model. The two methods use half-range quadrature schemes and are based on the use of either analytical or numerical approaches to evaluate the clementary solutions of the discrete ordinates equations. The addition, the approaches present a simpler associated eigenvalue problem based on matrices that are diagonal perturbations of rank-one matrices. Numerical results are presented.

Orientador : Prof. Dr. Marcelo Muniz Silva Alves / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Matemática. Defesa: Curitiba, 29/02/2016 / Inclui referências : f. 93-94 / Área de concentração / Resumo: Sendo G um grupo e K um anel, abordaremos o conceito de álgebra parcial do grupo G, denotada por Kpar (G), que e a K-algebra associada as representações parciais de G sobre K e e uma ferramenta bastante fina para dizer quando dois grupos nao sao isomorfos. Mostraremos uma construcao de Kpar (G) por meio de um grupoide denotado por r(G) e faremos detalhadamente a construcao das componentes conexas de r(S3), a fim de calcularmos Kpar(S3). Tambem apre-sentaremos o calculo das algebras parciais Cpar(S3), Cpar(Zp x Zp) e Cpar(Zp2). Para compreender melhor este assunto, apresentaremos o Semigrupo de Exel S(G), que e um monoide inverso cujas acoes em um conjunto X estao em cor- respondencia biunívoca com acoes parciais de G em X. Alem do mais, temos que a algebra de semigrupo KS(G), que e semissimples, e isomorfa a Kpar (G). Palavras-chave: Algebra parcial de grupo; Semigrupo inverso; Acao parcial de grupo. / Abstract: Let G be a group and K be a ring. In this work we study the partial group algebra of G, denoted by Kpar (G), which is the algebra associated to partial representations of G over K and is a refined tool to tell when two groups are not isomorphic. We present a construction of Kpar (G) by means of a groupoid denoted by r(G). We present in detail the description of Kpar (S3) via construction of the connected components of the groupoid r(S3). We also present the calculation of the partial group algebras Cpar (S3), Cpar (Zp x Zp) and Cpar (Zp2). In order to better understand this issue, we present the Exel Semigroup S(G), which is an inverse monoid whose actions in a set X are in one-one correspondence with partial actions of G in X. Moreover, the algebra semigroup KS (G) (that is semisimple) is isomorphic to Kpar (G). Keywords: Partial group algebra; Inverse semigroup; Partial group actions.

Neste trabalho duas soluções em ordenadas discretas são propostas para problemas da dinâmica de gases rarefeitos, em meio finito e semi-infinito, abordados segundo o modelo BGK linearizado. As duas versões utilizam os chamados "halfrange" esquemas de quadratura, no entanto os dois casos diferem basicamente na avaliação, analítica ou numérica, das soluções elementares do sistema de equações em ordenadas discretas. Ainda um problema de autovalores simplificado, baseado em matrizes que são perturbações de matrizes de posto um, resulta nas duas abordagens e é tratado a partir de rotinas específicas. Resultados numéricos são apresentados. / In this work two discrete ordinates solutions are developed to solve a class of problems in the theory of rarefied gas dynamics, in finite and semi-infinite media: described by the linearized BGK model. The two methods use half-range quadrature schemes and are based on the use of either analytical or numerical approaches to evaluate the clementary solutions of the discrete ordinates equations. The addition, the approaches present a simpler associated eigenvalue problem based on matrices that are diagonal perturbations of rank-one matrices. Numerical results are presented.

Neste trabalho estendemos o método LTSN2D-DiagExp para problemas de transporte de nêutrons bidimensionais heterogêneos e construímos um novo algoritmo para resolver as equações de ordenadas discretas SN tridimensionais em domínios homogêneos e heterogêneos, denominado LTSN3D-DiagExp. Esses algoritmos são construídos a partir da diagonalização das matrizes de transporte SN. Os termos de fuga transversal, que surgem nas equações SN integradas transversalmente, são representados por uma função exponencial com constante de decaimento heuristicamente identificada com parâmetros materiais característicos do meio. Como os autovalores podem ter multiplicidade maior que a unidade, desenvolvemos uma análise espectral a fim de garantir a diagonalização e estudar questões de estabilidade. Um estudo sobre o condicionamento é também feito. Definimos os erros no fluxo aproximado e na fórmula da quadratura, e estabelecemos uma relação entre eles. A convergência ocorre com condções de fronteira e quadratura angular adequadas. Apresentamos os resultados numéricos gerados pelos novos métodos LTSN2D-DiagExp e LTSN3D-DiagExp aplicados a problemas disponíveis na literatura. / In this work we extend the LTSN2D-DiagExp method for heterogeneous twodimensional neutral particle transport problems and we construct a new algorithm to numerically solve three-dimensional discrete ordinates equations SN in homogeneous and heterogeneous domains, that we refer to as the LTSN3D-DiagExp method. The essence of these methods are the diagonalization of the SN transport matrices. The transverse leakage terms that appear in the transverse integrated SN equations, are represented by exponential functions with decay constant depending on the characteristics of the material associated to the medium the particles leave behind. As the eigenvalues can have multiplicity greater than one, we present a spectral analysis in order to find the eigenvalues and corresponding linearly independent eigenvectors. Moreover, a study about the condition of the transport matrix is offered. We define the errors in the approach flow and the formula of the quadrature, and establish a relation between them. The convergence occurs depending on the boundary conditions and the adequate choice of the angular quadrature scheme. We present numerical results generated by present methods (LTSN2D-DiagExp and LTSN3D-DiagExp) applied to model problems available in the literature.

Neste trabalho estendemos o método LTSN2D-DiagExp para problemas de transporte de nêutrons bidimensionais heterogêneos e construímos um novo algoritmo para resolver as equações de ordenadas discretas SN tridimensionais em domínios homogêneos e heterogêneos, denominado LTSN3D-DiagExp. Esses algoritmos são construídos a partir da diagonalização das matrizes de transporte SN. Os termos de fuga transversal, que surgem nas equações SN integradas transversalmente, são representados por uma função exponencial com constante de decaimento heuristicamente identificada com parâmetros materiais característicos do meio. Como os autovalores podem ter multiplicidade maior que a unidade, desenvolvemos uma análise espectral a fim de garantir a diagonalização e estudar questões de estabilidade. Um estudo sobre o condicionamento é também feito. Definimos os erros no fluxo aproximado e na fórmula da quadratura, e estabelecemos uma relação entre eles. A convergência ocorre com condções de fronteira e quadratura angular adequadas. Apresentamos os resultados numéricos gerados pelos novos métodos LTSN2D-DiagExp e LTSN3D-DiagExp aplicados a problemas disponíveis na literatura. / In this work we extend the LTSN2D-DiagExp method for heterogeneous twodimensional neutral particle transport problems and we construct a new algorithm to numerically solve three-dimensional discrete ordinates equations SN in homogeneous and heterogeneous domains, that we refer to as the LTSN3D-DiagExp method. The essence of these methods are the diagonalization of the SN transport matrices. The transverse leakage terms that appear in the transverse integrated SN equations, are represented by exponential functions with decay constant depending on the characteristics of the material associated to the medium the particles leave behind. As the eigenvalues can have multiplicity greater than one, we present a spectral analysis in order to find the eigenvalues and corresponding linearly independent eigenvectors. Moreover, a study about the condition of the transport matrix is offered. We define the errors in the approach flow and the formula of the quadrature, and establish a relation between them. The convergence occurs depending on the boundary conditions and the adequate choice of the angular quadrature scheme. We present numerical results generated by present methods (LTSN2D-DiagExp and LTSN3D-DiagExp) applied to model problems available in the literature.

Neste trabalho duas soluções em ordenadas discretas são propostas para problemas da dinâmica de gases rarefeitos, em meio finito e semi-infinito, abordados segundo o modelo BGK linearizado. As duas versões utilizam os chamados "halfrange" esquemas de quadratura, no entanto os dois casos diferem basicamente na avaliação, analítica ou numérica, das soluções elementares do sistema de equações em ordenadas discretas. Ainda um problema de autovalores simplificado, baseado em matrizes que são perturbações de matrizes de posto um, resulta nas duas abordagens e é tratado a partir de rotinas específicas. Resultados numéricos são apresentados. / In this work two discrete ordinates solutions are developed to solve a class of problems in the theory of rarefied gas dynamics, in finite and semi-infinite media: described by the linearized BGK model. The two methods use half-range quadrature schemes and are based on the use of either analytical or numerical approaches to evaluate the clementary solutions of the discrete ordinates equations. The addition, the approaches present a simpler associated eigenvalue problem based on matrices that are diagonal perturbations of rank-one matrices. Numerical results are presented.

Orientador: Tenkasi M. Visiwanathan / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Científica / Made available in DSpace on 2018-07-19T02:39:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_LuizVasconcelosda_M.pdf: 2529006 bytes, checksum: 501a0cbe49bab42c4e75cd5f94efa3f9 (MD5) Previous issue date: 1983 / Resumo: Não informado / Abstract: Not informed / Mestrado / Mestre em Matemática

Neste trabalho a formulação LTSn para a solução de problemas de ordenadas discretas (Sn) é estendida a duas e três dimensões, considerando meio heterogêneo, espalhamento anisotrópico e modelo de multigrupo. Para tal, o método LTSn e aplicado às equações unidimensionais resultantes da integração das equações Sn multidiomensionais, gerando sistemas lineares para o fluxos angulares médios transformados. A solução desses sistemas fornece a transformada de Laplace da solução procurada, sem que nenhuma aproximação seja feita ao longo da sua obtenção. A posterior aplicação da transformada de Laplace inversa, efetuada através da técnica de expansão de Heaviside, fornece a solução analítica para os fluxos angulares médios e para os fluxos angulares transversos na fronteira do domínio. As soluções geradas através do método LTSn foram comparadas a resultadas numéricos disponíveis na literatura, para problemas bidimensionais com espalhamento isotrópico e anisotrópico em coordenadas cartesianas, considerando meios homogêneos e heterogêneos. Problemas tridimensionais em coordenadas curvilíneas também são considerados. / In this work, the LTSn formulation for the solution of discrete ordinates (Sn) problems is extended to two and three dimensions, considering heterogeneous medium, anisotropic scattering and multigroup model. To this end, the LTSn method is applied to the one-dimensional equations resulting from the integration of the multidimensional Sn resulting from the integration of the multidimensional Sn equations, generating linear systems for the transformed average angular fluxes. Solving theses systems, these systems, the Laplace transform of the solution are obtained, without any approximation along its derivation. Applying the inverse Laplace transform, by the Heaviside expansion technique, furnishes the analytical solution for the average angular fluxes and the transverse angular fluxes on the boundaries of the domain. Solutions generated using LTSn method are compared with numerical results availalre in literature, for two-dimensional problemns in Cartesian coordinates for isotropic and anisotropic scattering, considering homogeneous and heterogeneous media. Three-dimensional problems in curvilinear coordinates are also considered.

Neste trabalho, duas equações modedlo na área da dinâmica de gases rarefeitos, são derivadas a partir de algumas soluções exatas da equação linearizada de Boltzmann homogênea e não homogênea. Em adição, uma versão analítca do método de ordenadas discretas é usado para resolver problemas clássicos nesta área, descritos pelo "Modelo S". Resultados numéricos são apresentados para os problemas de fluxo de Couette, fluxo de Poiseuille, "Creep" Térmico, Deslizamento Térmico e problema de Kramers.