Condições de contorno tipo albedo para cálculos globais de reatores nucleares com o modelo de dois grupos de energia na formulação de transporte SN em geometria bidimensional cartesiana

Os eventos de fissão nuclear, resultados da interação dos nêutrons com os núcleos dos átomos do meio hospedeiro multiplicativo, não estão presentes em algumas regiões dos reatores nucleares, e.g., moderador, refletor, e meios estruturais. Nesses domínios espaciais não há geração de potência nuclear térmica e, além disso, comprometem a eficiência computacional dos cálculos globais de reatores nucleares. Propomos nesta tese uma estratégia visando a aumentar a eficiência computacional dessas simulações eliminando os cálculos numéricos explícitos no interior das regiões não-multiplicativas (baffle e refletor) em torno do núcleo ativo. Apresentamos algumas modelagens e discutimos a eficiência da aplicação dessas condições de contorno aproximadas tipo albedo para uma e duas regiões nãomultiplicativas, na formulação de ordenadas discretas (SN) para problemas de autovalor a dois grupos de energia em geometria bidimensional cartesiana. A denominação Albedo, palavra de origem latina para alvura, foi originalmente definida como a fração da luz incidente que é refletida difusamente por uma superfície. Esta denominação latina permaneceu como o termo científico usual em astronomia e, nesta tese, este conceito é estendido para reflexão de nêutrons. Estas condições de contorno tipo albedo SN não-convencional substituem aproximadamente as regiões de baffle e refletor no em torno do núcleo ativo do reator, desprezando os termos de fuga transversal no interior dessas regiões. Se o problema, em particular, não possui termos de fuga transversal, i.e., trata-se de um problema unidimensional, então as condições de contorno albedo, como propostas nesta tese, são exatas. Por eficiência computacional entende-se a análise da precisão dos resultados numéricos em comparação com o tempo de execução computacional de cada simulação de um dado problema-modelo. Resultados numéricos considerando dois problemas-modelo com de simetria são considerados para ilustrar esta análise de eficiência.

Efeitos de gastos do governo em um modelo dinâmico estocástico de equilíbrio geral com restrições financeiras

Recentes evidências empíricas sugerem que o consumo aumenta em resposta a um aumento nos gastos do governo. Essa descoberta não pode ser facilmente reconciliada com os resultados dos modelos de otimização dos ciclos econômicos. Para testar tais evidências utilizamos uma versão simplificada do modelo novo keynesiano padrão estendido em Galí, López-Salido e Vallés (2007), para permitir a presença de consumidores Rule-of-Thumb. Mostramos como a interação desses últimos, sob a hipótese de rigidez de preços e financiamento via déficits, pode explicar as evidências existentes sobre os efeitos dos gastos do governo.

CAPM estendido para momentos superiores : um teste empírico

A inclusão de momentos superiores no apreçamento de ativos do modelo CAPM vem sendo bastante discutido nas últimas décadas. Esse trabalho realiza um teste empírico para o modelo CAPM estendido para os 3o e 4o momentos, no qual as assimetrias e curtoses dos ativos também são apreçadas. O teste foi realizado utilizando o Método Generalizado dos Momentos (MGM), em que todas as condições de momento derivam do modelo teórico. Os dados utilizados foram os retornos diários das ações mais negociadas na Bovespa entre 2004 e 2006.

Modelo Nelson-Siegel dinâmico da estrutura a termo da taxa de juros com fatores exógenos macroeconômicos: uma aplicação ao mercado brasileiro

A tradicional representação da estrutura a termo das taxas de juros em três fatores latentes (nível, inclinação e curvatura) teve sua formulação original desenvolvida por Charles R. Nelson e Andrew F. Siegel em 1987. Desde então, diversas aplicações vêm sendo desenvolvidas por acadêmicos e profissionais de mercado tendo como base esta classe de modelos, sobretudo com a intenção de antecipar movimentos nas curvas de juros. Ao mesmo tempo, estudos recentes como os de Diebold, Piazzesi e Rudebusch (2010), Diebold, Rudebusch e Aruoba (2006), Pooter, Ravazallo e van Dijk (2010) e Li, Niu e Zeng (2012) sugerem que a incorporação de informação macroeconômica aos modelos da ETTJ pode proporcionar um maior poder preditivo. Neste trabalho, a versão dinâmica do modelo Nelson-Siegel, conforme proposta por Diebold e Li (2006), foi comparada a um modelo análogo, em que são incluídas variáveis exógenas macroeconômicas. Em paralelo, foram testados dois métodos diferentes para a estimação dos parâmetros: a tradicional abordagem em dois passos (Two-Step DNS), e a estimação com o Filtro de Kalman Estendido, que permite que os parâmetros sejam estimados recursivamente, a cada vez que uma nova informação é adicionada ao sistema. Em relação aos modelos testados, os resultados encontrados mostram-se pouco conclusivos, apontando uma melhora apenas marginal nas estimativas dentro e fora da amostra quando as variáveis exógenas são incluídas. Já a utilização do Filtro de Kalman Estendido mostrou resultados mais consistentes quando comparados ao método em dois passos para praticamente todos os horizontes de tempo estudados.

Vantagens e desvantagens do modelo dinâmico de Nelson-Siegel : aplicação ao mercado brasileiro

A modelagem da estrutura a termo da taxa juros tem grande relevância para o mercado financeiro, isso se deve ao fato de ser utilizada na precificação de títulos de crédito e derivativos, ser componente fundamental nas políticas econômicas e auxiliar a criação de estratégias trading. A classe de modelos criada por Nelson-Siegel (1987), foi estendida por diversos autores e atualmente é largamente utilizada por diversos bancos centrais ao redor do mundo. Nesse trabalho utilizaremos a extensão proposta por Diebold e Li (2006) aplicada para o mercado brasileiro, os parâmetros serão calibrados através do Filtro de Kalman e do Filtro de Kalman Estendido, sendo que o último método permitirá estimar com dinamismo os quatros parâmetros do modelo. Como mencionado por Durbin e Koopman (2012), as fórmulas envolvidas no filtro de Kalman e em sua versão estendida não impõe condições de dimensão constante do vetor de observações. Partindo desse conceito, a implementação dos filtros foi feita de forma a possibilitar sua aplicação independentemente do número de observações da curva de juros em cada instante de tempo, dispensando a necessidade de interpolar os dados antes da calibração. Isso ajuda a refletir mais fielmente a realidade do mercado e relaxar as hipóteses assumidas ao interpolar previamente para obter vértices fixos. Também será testada uma nova proposta de adaptação do modelo de Nelson-Siegel, nela o parâmetro de nível será condicionado aos títulos terem vencimento antes ou depois da próxima reunião do Copom. O objetivo é comparar qualidade da predição entre os métodos, pontuando quais são as vantagens e desvantagens encontradas em cada um deles.

Estudos de sorção de um corante aniônico modelo em partículas de quitosana reticulada

Textile activity results in effluents with a variety of dyes. Among the several processes for dye-uptaking from these wastewaters, sorption is one of the most effective methods, chitosan being a very promising alternative for this end. The sorption of Methyl Orange by chitosan crosslinked particles was approached using equilibrium and kinetic analyses at different pH s. Besides the standard pseudo-order analysis normally effectuated (i.e. pseudo-first-order and pseudo-second-order), a novel approach involving a pseudo-nth-order kinetics was used, nbeing determined via non-linear regression, using the Levenberg-Marquardt method. Zeta potential measurements indicated that electrostatic interactions were important for the sorption process. Regarding equilibrium experiments, data were well fitted to a hybrid Langmuir-Freundlich isotherm, and estimated Gibbs free energy of adsorption as a function of mass of dye per area of chitosan showed that the process of adsorption becomes more homogeneous as the pH of the continuous phase decreased. Considering the kinetics of sorption, although a pseudo-nth-order description yielded good fits, a kinetic equation involving diffusion adsorption phenomena was found to be more consistent in terms of a physicochemical description of the sorption process

Hidrogeneoftalato de potássio como molécula modelo para estudos de adsorção sobre TiO2

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Equações de Painlevé mistas e modelo PIII-PV simétrico

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Diagnostics of classical and dusty plasmas w ith collecting and emissive langmuir probes = Diagnosis de plasmas clásicos y granulares mediante sondas colectoras y emisoras de Langmuir

Las sondas eléctricas se emplean habitualmente en la diagnosis de plasmas. La presente tesis aborda la operación de las sondas colectoras y emisoras de Langmuir en plasmas fríos de baja densidad. El estudio se ha centrado en la determinación del potencial de plasma, Vsp, mediante el potencial flotante de una sonda emisora. Esta técnica consiste en la medida del potencial de la sonda correspondiente a la condición de corriente neta igual a cero, el cual se denomina potencial flotante, VF. Este potencial se desplaza hacia el potencial del plasma según aumenta la emisión termoiónica de la sonda, hasta que se satura cerca de Vsp. Los experimentos llevados a cabo en la pluma de plasma de un motor iónico y en un plasma de descarga de glow muestran que la corriente de electrones termoiónicos es mayor que la corriente de electrones recogidos para una sonda polarizada por debajo del potencial del plasma, resultado inconsistente con la teoría tradicionalmente aceptada. Para investigar estos resultados se ha introducido el parámetro R, definido como el cociente entre la corriente de electrones emitidos y recogidos por la sonda. Este parámetro, que está relacionado con la diferencia de potencial VF - Vsp, también es útil para la descripción de los modos de operación de la sonda emisora (débil, fuerte y más allá del fuerte). Los resultados experimentales evidencian que, al contrario de lo que indica la teoría, R es mayor que la unidad. Esta discrepancia se puede solucionar introduciendo una población efectiva de electrones. Con dicha población, el nuevo modelo para la corriente total de la sonda reproduce los datos experimentales. El origen de este grupo electrónico es todavía una cuestión abierta, pero podría estar originada por una nueva estructura de potencial cerca de la sonda cuando ésta trabaja en el régimen de emisión fuerte. Para explicar dicha estructura de potencial, se propone un modelo unidimensional compuesto por un mínimo de potencial cerca de la superficie de la sonda. El análisis numérico indica que este pozo de potencial aparece para muy altas temperaturas de la sonda, reduciendo la cantidad de electrones emitidos que alcanzan el plasma y evitando así cualquier posible perturbación de éste. Los aspectos experimentales involucrados en el método del potencial flotante también se han estudiado, incluyendo cuestiones como las diferentes técnicas de obtención del VF, el cociente señal-ruido, el acoplamiento de la señal de los equipos utilizados para la obtención de las curvas I-V o la evidencia experimental de los diferentes modos de operación de la sonda. Estas evidencias empíricas se encuentran en todos los aspectos de operación de la sonda: la recolección de electrones, el potencial flotante, la precisión en las curvas I-V y la emisión electrónica. Ésta última también se estudia en la tesis, debido a que un fenómeno de super emisión tiene lugar en el régimen de emisión fuerte. En este modo de operación, las medidas experimentales indican que las corrientes termoiónicas de electrones son mayores que aquéllas predichas por la ecuación de Richardson-Dushman clásica. Por último, la diagnosis de plasmas usando sondas eléctrica bajo presencia de granos de polvo (plasmas granulares) en plasmas fríos de baja densidad también se ha estudiado, mediante la aplicación numérica de la técnica del potencial flotante de la sonda emisora en un plasma no convencional. Los resultados apuntan a que el potencial flotante de una sonda emisora se vería afectado por altas densidades de polvo o grandes partículas. ABSTRACT Electric probes are widely employed for plasma diagnostics. This dissertation concerns the operation of collecting and emissive Langmuir probes in low density cold plasmas. The study is focused on the determination of the plasma potential, Vsp, by means of the floating potential of emissive probes. This technique consists of the measurement of the probe potential, corresponding to the zero net probe current, which is the so-called floating potential, VF . This potential displaces towards the plasma potential as the thermionic electron emission increases, until it saturates near Vsp. Experiments carried out in the plasma plume of an ion thruster and in a glow discharge plasma show the thermionic electron current of the emissive Langmuir probe is higher than the collected electron current, for a probe with a bias potential below Vsp, which is inconsistent with the traditional accepted theory. To investigate these results, a parameter R is introduced as the ratio between the emitted and the collected electron current. This parameter, which is related to the difference VF - Vsp, is also useful for the description of the operation modes of the emissive Langmuir probe (weak, strong and beyond strong). The experimental results give an inconsistency of R > 1, which is solved by a modification of the theory for emissive probes, with the introduction of an effective electron population. With this new electron group, the new model for the total probe current agrees with the experimental data. The origin of this electron group remains an open question, but it might be originated by a new potential structure near the emissive probe when it operates in the strong emission regime. A simple one-dimension model composed by a minimum of potential near the probe surface is discussed for strongly emitting emissive probes. The results indicate that this complex potential structure appears for very high probe temperatures and the potential well might reduce the emitted electrons population reaching the plasma bulk. The experimental issues involved in the floating potential method are also studied, as the different obtaining techniques of VF, the signal-to-noise ratio, the signal coupling of the I-V curve measurement system or the experimental evidence of the probe operation modes. These empirical proofs concern all the probe operation aspects: the electron collection, the floating potential, the I-V curve accuracy as well as the electron emission. This last issue is also investigated in this dissertation, because a super emission takes place in the strong emission regime. In this operation mode, the experimental results indicate that the thermionic electron currents might be higher than those predicted by the classical Richardson-Dushman equation. Finally, plasma diagnosis using electric probes in the presence of dust grains (dusty plasmas) in low density cold plasmas is also addressed. The application of the floating potential technique of the emissive probe in a non-conventional complex plasma is numerically investigated, whose results point out the floating potential of the emissive probe might be shifted for high dust density or large dust particles.

Evolution of Langmuir waves in a plasma contaminated by variable-charge impurities

The propagation of Langmuir waves in nonisothermal plasmas contaminated by fine dust particles with variable charge is investigated for a self-consistent closed system. Dust charge relaxation, ionization, recombination, and collisional dissipation are taken into account. It is shown that the otherwise unstable coupling of the Langmuir and dust-charge relaxation modes becomes stable and the Langmuir waves are frequency down-shifted.

The Single Langmuir Probe under Orbital-Limited Conditions in a Low-Density Collisional Plasma

The cylindrical Langmuir probe under orbital-limited conditions was used to determine the charge density in a low-density collisional plasma. The Langmuir's theory was applied to both electron and ion saturation currents in their respective accelerating regions. Present study indicates that the length of the probe significantly affects the probe characteristics. A probe of suitable length under orbital-limited conditions may be useful under the experimental conditions where the radius of the probe is much smaller than the Debye lengt.

Shear banding in a yield stress bearing Langmuir monolayer

We examine the shear-thinning behaviour of a two dimensional yield stress bearing monolayer of sorbitan tristearate at air/water interface. The flow curve consists of a linear region at low shear stresses/shear rates, followed by a stress plateau at higher values. The velocity profile obtained from particle imaging velocimetry indicates that shear banding occurs, showing coexistence of the fluidized region near the rotor and solid region with vanishing shear-rate away from the rotor. In the fluidized region, the velocity profile, which is linear at low shear rates, becomes exponential at the onset of shear-thinning, followed by a time varying velocity profile in the plateau region. At low values of constant applied shear rates, the viscosity of the film increases with time, thus showing aging behaviour like in soft glassy three-dimensional (3D) systems. Further, at the low values of the applied stress in the yield stress regime, the shear-rate fluctuations in time show both positive and negative values, similar to that observed in sheared 3D jammed systems. By carrying out a statistical analysis of these shear-rate fluctuations, we estimate the effective temperature of the soft glassy monolayer using the Galavatti-Cohen steady state fluctuation relation.

How does spacer length of imidazolium gemini surfactants control the fabrication of 2D-Langmuir films of silver-nanoparticles at the air-water interface?

A series of gemini surfactants based on cationic imidazolium ring as polar headgroup, abbreviated as lm-n-lm], 2Br(-) (n = 2, 5, 6 and 12), was synthesized. Their ability to stabilize silver nanoparticles in aqueous media was investigated. The resulting suspensions were characterized by UV-Vis spectroscopy and transmission electron microscopy (TEM). They exhibit specific morphologies by adopting different supramolecular assemblies in aqueous media depending on the internal packing arrangements and on the number of spacer methylene units -(CH2)(n)-]. Individual colloids were extracted from the aqueous to chloroform layer and spread at the air/water interface to allow the formation of well-defined Langmuir films. By analysis of the surface pressure-area isotherms, the details about the packing behavior and orientation of the imidazolium gemini surfactant capped silver nanoparticles were obtained. Morphological features of the dynamic process of monolayer compression at the air-water interface were elucidated using Brewster angle microscopy (BAM). These monolayers were further transferred on mica sheets by the Langmuir-Blodgett technique at their associated collapse pressure and the morphology of these monolayers was investigated by atomic force microscopy (AFM). The number of spacer methylene units -(CH2)(n)-] of the gemini surfactants exerted critical influence in modulating the characteristics of the resulting Langmuir films. (C) 2014 Elsevier Inc. All rights reserved.

How does spacer length of imidazolium gemini surfactants control the fabrication of 2D-Langmuir films of silver-nanoparticles at the air-water interface?

A series of gemini surfactants based on cationic imidazolium ring as polar headgroup, abbreviated as Im-n-Im], 2Br(-) (n = 2, 5,6 and 12), was synthesized. Their ability to stabilize silver nanoparticles in aqueous media was investigated. The resulting suspensions were characterized by UV-Vis spectroscopy and transmission electron microscopy (TEM). They exhibit specific morphologies by adopting different supramolecular assemblies in aqueous media depending on the internal packing arrangements and on the number of spacer methylene units -(CH2)(n)-]. Individual colloids were extracted from the aqueous to chloroform layer and spread at the air/water interface to allow the formation of well-defined Langmuir films. By analysis of the surface pressure-area isotherms, the details about the packing behavior and orientation of the imidazolium gemini surfactant capped silver nanoparticles were obtained. Morphological features of the dynamic process of monolayer compression at the air-water interface were elucidated using Brewster angle microscopy (BAM). These monolayers were further transferred on mica sheets by the Langmuir-Blodgett technique at their associated collapse pressure and the morphology of these monolayers was investigated by atomic force microscopy (AFM). The number of spacer methylene units (CH2)(n)-] of the gemini surfactants exerted critical influence in modulating the characteristics of the resulting Langmuir films. (C) 2014 Elsevier Inc. All rights reserved.