Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1982. / Typescript. Vita. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references.

Thesis (Ph. D.)--Drexel University, 2007. / Includes abstract and vita. Includes bibliographical references.

Thesis (M.S.)--Drexel University, 2007. / Includes abstract. Includes bibliographical references (leaves 36-38).

Thesis (Ph. D.)--University of Texas at Austin, 2007. / Vita. Includes bibliographical references.

Thesis (Ph. D.)--Montana State University--Bozeman, 2007. / Typescript. Chairperson, Graduate Committee: David M. Klumpar. Includes bibliographical references (leaves 102-108).

Publicación a texto completo no autorizada por el autor / Modelar los patrones estacionales de las corrientes marinas en el ecosistema de la Bahía de Callao para el año 2014 y pueda servir como antecedente para futuras investigaciones en los procesos biogeoquímicos y el transporte de contaminantes. Las simulaciones se realizaron con el modelo computacional COHERENS (Coupled Hydrodynamical Ecological Model for Regional and Shelf Seas). El modelo es un sistema de modelamiento numérico diseñado para diferentes aplicaciones en ecosistemas costeros de aguas poco profundas. COHERENS resuelve las ecuaciones de Navier-Stokes, basándose en la técnica del modo de división o “splitting mode”, este método separa el cálculo del movimiento de las masas de agua en un modo externo, que es barotrópico y bidimensional, del cálculo de los valores de las corrientes en cada una de las capas o niveles sigma en que se haya discretizado el eje vertical en el modo interno, que es baroclínico y tridimensional. El modelo se aplicó sobre una malla rectangular uniforme de 92 filas y 98 columnas, con una resolución espacial de 368 metros y 20 niveles sigma, los niveles sigma se adaptan a la superficie libre y a la batimetría y nos permite una mayor resolución en la columna de agua, y sobre un paso de tiempo dt = 40s. Se realizaron campañas de mediciones para obtener una batimetría detallada de la Bahía de Callao, y se procesaron datos de vientos y constituyentes armónicos de marea, para utilizar estas series de tiempo con condiciones iniciales y de frontera respectivamente. Se consiguió implementar el modelo en el área de estudio, reproduciendo así las características generales de la circulación y distribución de las corrientes con datos horarios en cada una de las grillas del área de estudio. Los resultados mostraron la predominancia de los flujos hacia el noroeste, influenciados por los vientos del sureste, así como por la Corriente Peruana Costera. En superficie las corrientes fueron más intensas en verano que en invierno, con valores promedios mensuales que varían entre 5.83 y 10.53 cm/s y en invierno oscilaron entre 4.29 y 6.18 cm/s. Se validó el modelo con la variable simulada del nivel del mar, aplicándole una regresión lineal con los datos medidos por la Universidad de Hawaii Sea Level Center obteniéndose valores mayores a 0.9 del coeficiente de Pearson para todos los escenarios evaluados. / Tesis

Philosophiae Doctor - PhD / In this thesis, using multispecies fluid plasma models, nonlinear electrostatic solitary wave fluctuations will be investigated in magnetized plasmas. The different models used for the investigation will be guided by the satellite observations in different regions of the Earth magnetosphere. These investigations will enable us to attempt theoretical explanations for the nonlinear potential structures observed in the satellite data. Multispecies plasma consisting of cool and hot electrons with Maxwellian distributions and fluid ions will be considered to study low frequency solitons. The ions will be considered as magnetized. The study will be extended to include magnetized oxygen ions. The model will be modified for regions of the magnetosphere consisting of two ions having Maxwellian distributions and magnetized electrons. The nonthermal distributions of energetic hot electrons and the Maxwellian distributions of cool electrons with magnetized cold ions fluid will also be considered. For all the models, the effect of ion and electron densities, temperatures, magnetic field strength and propagation angle will be studied during the investigation of soliton structures. In all the above mentioned studies, arbitrary amplitude theory is carried out by the Sagdeev pseudo-potential method. Further investigations on the charateristics and existence domains of the solitons is found both analytically and numerically, using satellite data where applicable

A partir da teoria híbrida cinética foi, recentemente, deduzida uma equação de autovalores para as perturbações eletromagnéticas de frequências w~wci em o-pinches não colisionais e anisotrópicos na temperatura de íons. Esta equação é aqui reduzida a duas equações diferenciais ordinárias, de segunda ordem e homogêneas, mediante uma expansão do raio de larmor do íons térmicos. O termo de ordem zero desta expansão reproduz a relação de dispersão para plasmas homogêneos anisotrópicos enquanto que o termo de ordem e2 (primeira correção não nula) contém, entre outras, ressonâncias de Cherenkov, as quais não compareciam no tratamento homogêneo; mostra-se que estas ressonâncias acontecem para velocidades ~vin/BiII e números de onda típicos dos modos instáveis no caso homogêneo o que ressalta a importância do efeito na estabilidade dos modos íon-ciclotrônicos de Alfvén. O mecanismo físico de base para este fenômeno é discutido e apontado como um efeito FLR de maior importância. Para um plasma encerrado num cilindro perfeitamente condutor são estabelecidos condições de contorno que refletem a existência de relação de dispersão global. Deduz-se ainda uma relação de dispersão local, válida para meios fracamente inomogêneos e que é analisada numericamente revelando substancial redução das razões de crescimento previstas pelo tratamento homogêneo. / From hybrid-kinetic theory an eigenvalue equation for electromagnetic perturbations with w~wci in collisionless theta-pinches with anisotropic ion energy was recently derived. In the present work this equation is reduced to two ordinary second order linear differential equations by an expansion in the thermal ion Larmor radius. The zeroth order expression yields the usual dispersion relation for anisotropic homogeneous plasmas whereas the second order terms (first significant correction) contain Cherenkov resonances, absent in the former treatment, which are reached for speeds ~viII/biII and wavenumbers typical of unstable modes in the homo geneus case, indicating this importance on the stability of modes driven by ion energy anisotropy. These equations are supplemented by appropriate boundary conditions for the case when the plasma is surrounded by a perfectly conducting cylindrical wall. The physical mechanics underlying the influence of Cherenkov resonance parallel to the confining magnetic field as a FLR effect on stability behavior is illustrated. For weak inhomogeneities a local dispersion relation is obtained and numerically analyzed to show significant reduction of growth rate as compared to the homogeneous.

A distribuição de velocidade das partículas alfa produzidas a uma razão constante em reações termonucleares, em um plasma Maxwelliano, obtida analiticamente a partir da equação de Fokker-Planck. A distribuição assintótica no tempo pode ser dividida em três regiões: uma região termalizada com uma distribuição quase Maxwelliana, uma região de freamento com distribuição segundo uma lei de potência e uma região de alta energia com uma distribuição exponencial rapidamente decrescente. Um tratamento mais detalhado, que inclui a evolução temporal, um termo de perda e um campo elétrico paralelo fraco e realizado para a região de freamento, que contem a maioria das partículas alfa, e a evolução temporal e dada também para a cauda de alta energia. A evolução temporal das densidades de partículas, de momentum, de energia cinética e de fluxo de calor e calculada . As contribuições dos elétrons e íons de fundo são dadas separadamente para mostrar os efeitos de cada espécie. Em particular, obtém-se que os elétrons são aquecidos mais rapidamente pelas partículas alfa do que o são os íons de fundo. / The velocity distribution of alpha particles produced ata constant rate by thermonuclear reactions in a Maxwellian plasma is obtained analytically from the Fokker-Planck equation. The time-asymptotic distribution can be divided into three regions: a thermalized region with a nearly Maxwellian distribution, a slowing-down region with a power law distribution, and a high-energy region with a rapidly decreasing exponential distribution. A more detailed treatment, including the time evolution, a loss term and a weak parallel electric field is given for the slowing- down region, which contains the majority of the alpha particles. The time evolution is also found for the high-energy tail. The time evolution of the density of particles, momentum density, kinetic energy density and heat flux density is calculated. The electron and background ion contributions are given separately to show the effects of each species. In particular it is found that the electrons are more rapidly heated by the alpha particles than are the background ions.

É feita uma revisão crítica das propriedades fundamentais dos sistemas de Ermakov, compreendendo a lei de superposição não linear e a linearização dos sistemas de Ermakov nos casos em que a função freqüência depende apenas do tempo. Apresentam-se as aplicações mais relevantes dos sistemas de Ermakov na mecânica quântica. A teoria de Lewis e Riesenfeld é apresentada e utilizada na procura de estados coerentes e fases de Berry geométricas para sistemas quânticos. Sistemas de Ermakov generalizados são sis.temas de Ermakov cuja função freqüência depende não apenas do tempo, mas também das variáveis dinâmicas e suas derivadas. Encontram-se sistemas de Ermakov generalizados que admitem linearização. Com isto, são ampliados resultados previamente conhecidos na literatura, concernentes aos casos em que a freqüência depende apenas do tempo. Analisa-se a estrutura do grupo de simetrias de Lie geométricas dos sistemas de Ermakov generalizados. São consideradas algumas extensões dos sistemas de Ermakov a muitas dimensões, com ênfase nas abordagens baseadas em simetrias de Lie. É considerada a questão da existência de formulações Hamiltonianas associadas aos sistemas de Ermakov generalizados, com aplicação a um problema de três corpos com potencial de Calogero e a um sistema admitindo simetria dinâmica. Aplicando o teorema de Noether aos sistemas de Ermakov generalizados Hamiltonianos, encontra-se uma nova classe de sistemas dinâmicos completamente integrável. É obtida a solução exata das equações de movimento clássica e quântica para esta nova classe de sistemas. O teorema de Noether é aplicado ao movimento não relativístico de uma partícula carregada sob ação de um campo eletromagnético geral. Com isto, obtém-se um par de equações diferenciais parciais lineares satisfeitas pelos campos elétrico e magnético compatíveis com a existência de simetrias de Noether geométricas. A solução deste par de equações é analisada com profundidade no caso em que o campo magnético é devido a um monopolo magnético fixo na origem. É obtido o grupo de simetrias de Noether e as constantes de movimento exatas associadas. Aplica-se este resultado aos sistemas de uma partícula carregada sob ação de um monopolo magnético com a superposição de forças harmônica ou gravitacional dependentes do tempo. Em ambos os casos, considera-se uma força centrífuga extra. / The key properties of Ermakov systems are critically reviewed, including the nonlinear superposition law relating the solutions for the equations of motion and the linearization of Ermakov systems with frequency function depending only on time. The most relevant applications of Ermakov systems in quantum mechanics are presented. Thc Lewis and Riesenfeld theory is reviewed and used in the search for coherent states and geometric Berry's phases for quantum systems. Generalized Ermakov systems are Ermakov systems with frequency function depending also on the dynamical variables and their time derivatives. The linearization of generalized Ermakov systems is considered, extending known results on the literature concerning usual Ermakov systems. The Lie group structure of generalized Ermakov systems is analysed. Multi- dimensional extensions of generalized Ermakov systems obtained by Lie symmetry analysis are studied. New Hamiltonian formulations associated to generalized Ermakov systems are presented, with application to a three-body Calogero potential and to a system possessing dynamical symmetry. Noether's theorem applied to Hamiltonian generalized Ermakov systems leads to a new completely integrable dynamical system. The exact solutions for the corresponding classical and quantum equations of motion are found. Noether's theorem is applied to nonrelativistic charged particle motion under general electromagnetic fields. The electromagnetic fields compatible with Noether point symmetries are shown to satisfy a pair of coupled, linear partial differential equations. The solution for this pair of linear equations is found when the magnetic field is due to a magnetic monopole fixed at the origin. The associated Noether symmetries and constants of motion are obtained. The result is applied to the motion of a charged particle under a magnetic monopole with superimposed time-dependent harmonic or gravitacional forces. In both cases the influence of an additional centrifugai force is allowed.