Tightly bound gap solitons in a Fermi gas

Within the framework of the mean-field hydrodynamic model of a degenerate Fermi gas ( DFG), we study, by means of numerical methods and variational approximation ( VA), the formation of fundamental gap solitons ( FGSs) in a DFG ( or in a BCS superfluid generated by weak interaction between spin- up and spin- down fermions), which is trapped in a periodic optical- lattice ( OL) potential. An effectively one- dimensional ( 1D) con. guration is considered, assuming strong transverse confinement; in parallel, a proper 1D model of the DFG ( which amounts to the known quintic equation for the Tonks- Girardeau gas in the OL) is considered too. The FGSs found in the first two bandgaps of the OL- induced spectrum ( unless they are very close to edges of the gaps) feature a ( tightly bound) shape, being essentially confined to a single cell of the OL. In the second bandgap, we also find antisymmetric tightly bound subfundamental solitons ( SFSs), with zero at the midpoint. The SFSs are also confined to a single cell of the OL, but, unlike the FGSs, they are unstable. The predicted solitons, consisting of similar to 10(4) - 10(5) atoms, can be created by available experimental techniques in the DFG of Li-6 atoms.

Bright solitons in quasi-one-dimensional dipolar condensates with spatially modulated interactions

We introduce a model for the condensate of dipolar atoms or molecules, in which the dipole-dipole interaction (DDI) is periodically modulated in space due to a periodic change of the local orientation of the permanent dipoles, imposed by the corresponding structure of an external field (the necessary field can be created, in particular, by means of magnetic lattices, which are available to the experiment). The system represents a realization of a nonlocal nonlinear lattice, which has a potential to support various spatial modes. By means of numerical methods and variational approximation (VA), we construct bright one-dimensional solitons in this system and study their stability. In most cases, the VA provides good accuracy and correctly predicts the stability by means of the Vakhitov-Kolokolov criterion. It is found that the periodic modulation may destroy some solitons, which exist in the usual setting with unmodulated DDI and can create stable solitons in other cases, not verified in the absence of modulations. Unstable solitons typically transform into persistent localized breathers. The solitons are often mobile, with inelastic collisions between them leading to oscillating localized modes. © 2013 American Physical Society.

Geração algébrica de malhas bidimensionais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

O livro Théorie des approximations numériques et du calcul abrégé de Agliberto Xavier

Pós-graduação em Educação Matemática - IGCE

Implementação do método das características na modelagem de problemas de convecção natural em cavidades cilíndricas

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo de métodos numéricos para eliminação de ruídos em imagens digitais

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Projeto e construção de uma câmara reverberante em escala reduzida para a caracterização acústica de materiais absorventes

Na área da Acústica, no que diz respeito às últimas décadas, tem crescido substancialmente a demanda por informações sobre a capacidade de absorção dos materiais acústicos, bem como a utilização de métodos de modelagem que permitam inferir o comportamento acústico dos sistemas reais, os quais demandam uma infraestrutura de porte, o que representa um alto investimento. Assim, visando atender a estas demandas, possibilitar o desenvolvimento de pesquisas sobre as características de absorção sonora de materiais tipicamente regionais e o desenvolvimento de aulas práticas no âmbito da acústica, tanto no curso de graduação quanto na pós-graduação, este trabalho apresenta todas as informações pertinentes ao projeto e construção de uma mini-câmara reverberante, na escala de 1: 6 de um volume de 200 m³. Além disso, é apresentada uma metodologia de qualificação e adequação do campo acústico interno, tendo por base as orientações contidas na norma ISO-354. Por outro lado, são apresentados e discutidos os resultados obtidos, a partir de ensaios realizados nesta mini-câmara, caracterizando e validando os painéis de fibra de coco, desenvolvidos pelo Grupo de Vibração e Acústica, da Universidade Federal do Pará, bem como uma simulação numérica por Raios Acústicos, tendo por base a cavidade acústica da minicâmara, para permitir a validação do modelo numérico a partir dos dados experimentais.

Soluções numéricas de Equações Diferenciais Fracionária e Ordinária para o cálculo da distribuição da concentração em um sistema de compartimento

The purpose of this work was the study of numerical methods for differential equations of fractional order and ordinary. These methods were applied to the problem of calculating the distribution of the concentration of a given substance over time in a given physical system. The two compartment model was used for representation of this system. Comparison between numerical solutions obtained were performed and, in particular, also compared with the analytical solution of this problem. Finally, estimates for the error between the solutions were calculated

Análise estrutural e fadiga em prótese implanto-suportada unitária através do método dos elementos finitos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Simulation der peristaltischen Förderung von Stückgütern als Schüttgut

Im Beitrag wird ein neuartiges Förderprinzip zur federnden Aufnahme und zum Transport von massenhaft anfallenden Paketstrukturen vorgestellt. Das Förderprinzip beruht auf einem flächigen Tragmittel in Form eines veränderbaren, elastischen Verbundes von kleinskaligen Fördermodulen. Das konzipierte Transportprinzip mit peristaltischen Eigenschaften soll entstehende Staus der Pakete schnell auflösen und eine dedizierte Steuerung von Teilmengen zulassen, um den erforderlichen Durchsatz innerhalb eines Materialflusssystems zu erreichen. Diese Lösung ermöglicht eine sinnvolle Verknüpfung von Wirkprinzipien der Schüttgut- und Stückgutförderung zur Aufnahme und Fortbewegung von Pakete als Schüttgut. Die Grundfunktionalität des Förderkonzepts wird durch die numerische Simulation auf Basis der Diskrete Elemente Methode sowie der Mehrkörpersimulation überprüft.

Unidad didáctica sobre el uso del programa Virtual.Lab para simulaciones acústicas. Parte I

El presente Proyecto de Fin de Carrera supone el propósito conjunto de los alumnos Álvaro Morillas y Fernando Sáez, y del profesor Vladimir Ulin, de desarrollar una unidad didáctica sobre el programa de simulación para ingeniería Virtual.Lab. La versión sobre la que se ha trabajado para realizar este texto es la 11, publicada en agosto de 2012. Virtual.Lab, del fabricante belga LMS International, es una plataforma software de ingeniería asistida por ordenador, que agrupa en una misma aplicación varias herramientas complementarias en el diseño de un producto, desde su definición geométrica a los análisis de durabilidad, ruido u optimización. No obstante, de entre todas las posibles simulaciones que nos permite el programa, en este proyecto sólo se tratan las que están relacionadas con la acústica. Cabe resaltar que gran parte de los conceptos manejados en Virtual.Lab son compatibles con el programa CATIA V5, ya que ambos programas vienen instalados y funcionan conjuntamente. Por eso, el lector de este proyecto podrá transportar sus conocimientos al que es uno de los programas estándar en las industrias aeronáutica, naval y automovilística, entre otras. Antes de este proyecto, otros alumnos de la escuela también realizaron proyectos de fin de carrera en el campo de la simulación computarizada en acústica. Una característica común a estos trabajos es que era necesario hacer uso de distintos programas para cada una de las etapas de simulación (como por ejemplo, ANSYS para el modelado y estudio de la vibración y SYSNOISE para las simulaciones acústicas, además de otros programas auxiliares para las traducciones de formato). Con Virtual.Lab desaparece esta necesidad y el tiempo empleado se reduce. Debido a que las soluciones por ordenador están ganando cada vez más importancia en la industria actual, los responsables de este proyecto consideran la necesidad de formación de profesionales en esta rama. Para responder a la demanda empresarial de trabajadores cualificados, se espera que en los próximos años los planes de estudio contengan más cursos en esta materia. Por tanto la intención de los autores es que este material sea de utilidad para el aprendizaje y docencia de estas asignaturas en cursos sucesivos. Por todo esto, se justifica la relevancia de este PFC como manual para introducir a los alumnos interesados en iniciarse en un sistema actual, de uso extendido en otras universidades tecnológicas europeas, y con buenas perspectivas de futuro. En este proyecto se incluyen varios ejemplos ejecutables desde el programa, así como vídeos explicativos que ayudan a mostrar gráficamente los procesos de simulación. Estos archivos se pueden encontrar en el CD adjunto. Abstract This final thesis is a joint project made by the students Álvaro Morillas and Fernando Sáez, and the professor Vladimir Ulin. The nature of the joint regards the writing of a didactic unit on Virtual.Lab, the simulation software. The software version used in this text is the number 11, released in August 2012. Virtual.Lab, from the Belgian developer LMS International, is a computer-aided engineering software which is used for several related tasks in this field: product design, durability simulation, optimization, etc. However, this project is focused on the acoustical capabilities. It is worthy to highlight that most procedures explained in this text can be used in the software CATIA V5 as well. Both tools come installed together and may be used at the same time. Therefore, the reader of this project will be able to use the acquired knowledge in one of the most relevant softwares for the aerospace, marine and automotive engineering. Previously to the development of this project, this School has conducted projects on this field. These projects regarded the use of ANSYS for modeling and meshing stages as well as the use of SYSNOISE for the final acoustic analysis. Since both systems use different file formats, a third-party translation software was required. This thesis fulfill this pending necessity with Virtual.Lab; the translation software procedure is not necessary anymore and simulations can be done in a more flexible, fast way. Since companies have an increasing usage of numerical methods in the development of their products and services, the authors think that it is important to develop the appropriate method to instruct new professionals in the field. Thus, the aim of this project is to help teachers and students in their process of learning the use of this leading software in acoustical simulations. For all the reasons mentioned above, we consider that this project is relevant for the School and the educational community. Aiming to achieve this objective the author offers example files and video demonstrations with guidance in the CD that accompanies this material. This facilitates the comprehension of the practical tasks and guides the prospect users of the software.

The segmental approximation in multijunction solar cells

The segmental approach has been considered to analyze dark and light I-V curves. The photovoltaic (PV) dependence of the open-circuit voltage (Voc), the maximum power point voltage (Vm), the efficiency (?) on the photogenerated current (Jg), or on the sunlight concentration ratio (X), are analyzed, as well as other photovoltaic characteristics of multijunction solar cells. The characteristics being analyzed are split into monoexponential (linear in the semilogarithmic scale) portions, each of which is characterized by a definite value of the ideality factor A and preexponential current J0. The monoexponentiality ensures advantages, since at many steps of the analysis, one can use the analytical dependences instead of numerical methods. In this work, an experimental procedure for obtaining the necessary parameters has been proposed, and an analysis of GaInP/GaInAs/Ge triple-junction solar cell characteristics has been carried out. It has been shown that up to the sunlight concentration ratios, at which the efficiency maximum is achieved, the results of calculation of dark and light I-V curves by the segmental method fit well with the experimental data. An important consequence of this work is the feasibility of acquiring the resistanceless dark and light I-V curves, which can be used for obtaining the I-V curves characterizing the losses in the transport part of a solar cell.

Avaliação de métodos numéricos de análise linear de estabilidade para perfis de aço formados a frio.

Para o projeto de estruturas com perfis de aço formados a frio, é fundamental a compreensão dos fenômenos da instabilidade local e global, uma vez que estes apresentam alta esbeltez e baixa rigidez à torção. A determinação do carregamento crítico e a identificação do modo de instabilidade contribuem para o entendimento do comportamento dessas estruturas. Este trabalho avalia três metodologias para a análise linear de estabilidade de perfis de aço formados a frio isolados, com o objetivo de determinar os carregamentos críticos elásticos de bifurcação e os modos de instabilidade associados. Estritamente, analisa-se perfis de seção U enrijecido e Z enrijecido isolados, de diversos comprimentos e diferentes condições de vinculação e carregamento. Determinam-se os carregamentos críticos elásticos de bifurcação e os modos de instabilidade globais e locais por meio de: (i) análise com o Método das Faixas Finitas (MFF), através do uso do programa computacional CUFSM; (ii) análise com elementos finitos de barra baseados na Teoria Generalizada de Vigas (MEF-GBT), via uso do programa GBTUL; e (iii) análise com elementos finitos de casca (MEF-cascas) por meio do uso do programa ABAQUS. Algumas restrições e ressalvas com relação ao uso do MFF são apresentadas, assim como limitações da Teoria Generalizada de Viga e precauções a serem tomadas nos modelos de cascas. Analisa-se também a influência do grau de discretização da seção transversal. No entanto, não é feita avaliação em relação aos procedimentos normativos e tampouco análises não lineares, considerando as imperfeições geométricas iniciais, tensões residuais e o comportamento elastoplástico do material.

Adaptive stepsize based on control theory for stochastic differential equations

The numerical solution of stochastic differential equations (SDEs) has been focussed recently on the development of numerical methods with good stability and order properties. These numerical implementations have been made with fixed stepsize, but there are many situations when a fixed stepsize is not appropriate. In the numerical solution of ordinary differential equations, much work has been carried out on developing robust implementation techniques using variable stepsize. It has been necessary, in the deterministic case, to consider the best choice for an initial stepsize, as well as developing effective strategies for stepsize control-the same, of course, must be carried out in the stochastic case. In this paper, proportional integral (PI) control is applied to a variable stepsize implementation of an embedded pair of stochastic Runge-Kutta methods used to obtain numerical solutions of nonstiff SDEs. For stiff SDEs, the embedded pair of the balanced Milstein and balanced implicit method is implemented in variable stepsize mode using a predictive controller for the stepsize change. The extension of these stepsize controllers from a digital filter theory point of view via PI with derivative (PID) control will also be implemented. The implementations show the improvement in efficiency that can be attained when using these control theory approaches compared with the regular stepsize change strategy. (C) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.

Influência de feixes de condutores em linhas de transmissão UAT CA

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015.