Discontinuous Galerkin approximation of two-phase flows in heterogeneous porous media with discontinuous capillary pressures

We design and investigate a sequential discontinuous Galerkin method to approximate two-phase immiscible incompressible flows in heterogeneous porous media with discontinuous capillary pressures. The nonlinear interface conditions are enforced weakly through an adequate design of the penalties on interelement jumps of the pressure and the saturation. An accurate reconstruction of the total velocity is considered in the Raviart-Thomas(-Nedelec) finite element spaces, together with diffusivity-dependent weighted averages to cope with degeneracies in the saturation equation and with media heterogeneities. The proposed method is assessed on one-dimensional test cases exhibiting rough solutions, degeneracies, and capillary barriers. Stable and accurate solutions are obtained without limiters. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Respostas dinâmicas em sistemas distribuídos e decomposição forçada da superfície livre para um modelo acoplado Oceano-Atmosfera

O objetivo deste trabalho é a introdução e desenvolvimento de uma metodologia analítico-simbólica para a obtenção de respostas dinâmicas e forçadas (soluções homogêneas e não homogêneas) de sistemas distribuídos, em domínios ilimitados e limitados, através do uso da base dinâmica gerada a partir da resposta impulso. Em domínios limitados, a resposta impulso foi formulada pelo método espectral. Foram considerados sistemas com condições de contorno homogêneas e não homogêneas. Para sistemas de natureza estável, a resposta forçada é decomposta na soma de uma resposta particular e de uma resposta livre induzida pelos valores iniciais da resposta particular. As respostas particulares, para entradas oscilatórias no tempo, foram calculadas com o uso da fun»c~ao de Green espacial. A teoria é desenvolvida de maneira geral permitindo que diferentes sis- temas evolutivos de ordem arbitrária possam ser tratados sistematicamente de uma forma compacta e simples. Realizou-se simulações simbólicas para a obtenção de respostas dinâmicas e respostas for»cadas com equações do tipo parabólico e hiperbólico em 1D,2D e 3D. O cálculo das respostas forçadas foi realizado com a determinação das respostas livres transientes em termos dos valores iniciais das respostas permanentes. Foi simulada a decomposição da resposta forçada da superfície livre de um modelo acoplado oceano-atmosfera bidimensional, através da resolução de uma equação de Klein-Gordon 2D com termo não-homogêneo de natureza dinâmica, devido a tensão de cisalhamento na superfície do oceano pela ação do vento.

A Higher order and stable method for the numerical integration of Random Differential Equations

Trabalho apresentado no Congresso Nacional de Matemática Aplicada à Indústria, 18 a 21 de novembro de 2014, Caldas Novas - Goiás

Nonautonomous difference equations with applications

This work is divided in two parts. In the first part we develop the theory of discrete nonautonomous dynamical systems. In particular, we investigate skew-product dynamical system, periodicity, stability, center manifold, and bifurcation. In the second part we present some concrete models that are used in ecology/biology and economics. In addition to developing the mathematical theory of these models, we use simulations to construct graphs that illustrate and describe the dynamics of the models. One of the main contributions of this dissertation is the study of the stability of some concrete nonlinear maps using the center manifold theory. Moreover, the second contribution is the study of bifurcation, and in particular the construction of bifurcation diagrams in the parameter space of the autonomous Ricker competition model. Since the dynamics of the Ricker competition model is similar to the logistic competition model, we believe that there exists a certain class of two-dimensional maps with which we can generalize our results. Finally, using the Brouwer’s fixed point theorem and the construction of a compact invariant and convex subset of the space, we present a proof of the existence of a positive periodic solution of the nonautonomous Ricker competition model.

Prediction equations to estimate the demand of energy and crude protein for maintenance, gain and egg production for laying Japanese quails

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Stability of multistep second derivative methods for integro-differential equations

The stability of multistep second derivative methods for integro-differential equations is examined through a test equation which allows for the construction of the associated characteristic polynomial and its region of stability (roots in the unit circle) at a proper parameter space. (c) 2004 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.