Dynamics characterization of modified Gross-Pitaevskii equation

The dynamics of dissipative and coherent N-body systems, such as a Bose-Einstein condensate, which can be described by an extended Gross-Pitaevskii formalism, is investigated. In order to analyze chaotic and unstable regimes, two approaches are considered: a metric one, based on calculations of Lyapunov exponents, and an algorithmic one, based on the Lempel-Ziv criterion. The consistency of both approaches is established, with the Lempel-Ziv algorithmic found as an efficient complementary approach to the metric one for the fast characterization of dynamical behaviors obtained from finite sequences. © 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

The algebraic structure behind the derivative nonlinear Schrödinger equation

The Kaup-Newell (KN) hierarchy contains the derivative nonlinear Schrödinger equation (DNLSE) amongst others interesting and important nonlinear integrable equations. In this paper, a general higher grading affine algebraic construction of integrable hierarchies is proposed and the KN hierarchy is established in terms of an Ŝℓ2Kac-Moody algebra and principal gradation. In this form, our spectral problem is linear in the spectral parameter. The positive and negative flows are derived, showing that some interesting physical models arise from the same algebraic structure. For instance, the DNLSE is obtained as the second positive, while the Mikhailov model as the first negative flows. The equivalence between the latter and the massive Thirring model is also explicitly demonstrated. The algebraic dressing method is employed to construct soliton solutions in a systematic manner for all members of the hierarchy. Finally, the equivalence of the spectral problem introduced in this paper with the usual one, which is quadratic in the spectral parameter, is achieved by setting a particular automorphism of the affine algebra, which maps the homogeneous into principal gradation. © 2013 IOP Publishing Ltd.

Combining anisotropic diffusion, transport equation and texture synthesis for inpainting textured images

In this work we propose a new image inpainting technique that combines texture synthesis, anisotropic diffusion, transport equation and a new sampling mechanism designed to alleviate the computational burden of the inpainting process. Given an image to be inpainted, anisotropic diffusion is initially applied to generate a cartoon image. A block-based inpainting approach is then applied so that to combine the cartoon image and a measure based on transport equation that dictates the priority on which pixels are filled. A sampling region is then defined dynamically so as to hold the propagation of the edges towards image structures while avoiding unnecessary searches during the completion process. Finally, a cartoon-based metric is computed to measure likeness between target and candidate blocks. Experimental results and comparisons against existing techniques attest the good performance and flexibility of our technique when dealing with real and synthetic images. © 2013 Elsevier B.V. All rights reserved.

Dynamical chiral symmetry breaking: the fermionic gap equation with dynamical gluon mass and confinement

Pós-graduação em Física - IFT

Numerical study of the Ginzburg-Landau-Langevin equation: coherent structures and noise perturbation theory

Pós-graduação em Física - IFT

Isótopos estáveis do carbono como indicativo da fase lactente-ruminante em bubalinos Murrah

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

The carreau-yasuda fluids: a skin friction equation for turbulent flow in pipes and kolmogorov dissipative scales

In this work the turbulent flow of the Non-Newtonian Carreau-Yasuda fluid will be studied. A skin friction equation for the turbulent flow of Carreau-Yasuda fluids will be derived assuming a logarithmic behavior of the turbulent mean velocity for the near wall flow out of the viscous sub layer. An alternative near wall characteristic length scale which takes into account the effects of the relaxation time will be introduced. The characteristic length will be obtained through the analysis of viscous region near the wall. The results compared with experimental data obtained with Tylose (methyl hydroxil cellulose) solutions showing good agreement. The relations between scales integral and dissipative obtained for length, time, velocity, kinetic energy, and vorticity will be derived for this type of fluid. When the power law index approach to unity the relations reduces to Newtonian case.

Wave equation depth migration using complex Padé approximation

Propomos um novo método de migração em profundidade baseado na solução da equação da onda com densidade constante no domínio da freqüência. Uma aproximação de Padé complexa é usada para aproximar o operador de evolução aplicado na extrapolação do campo de ondas. Esse método reduz as imprecisões e instabilidades devido às ondas evanescentes e produz imagens com menos ruídos numéricos que aquelas obtidas usando-se a aproximação de Padé real para o operador exponencial, principalmente em meios com fortes variações de velocidades. Testes em dados de afastamento nulo do modelo de sal SEG/EAGE e nos dados de tiro comum 2-D Marmousi foram realizados. Os resultados obtidos mostram que o método de migração proposto consegue lidar com fortes variações laterais e também tem uma boa resposta para refletores com mergulhos íngremes. Os resultados foram comparados àqueles resultados obtidos com os métodos split-step Fourier (SSF), phase shift plus interpolarion (PSPI) e Fourier diferenças-finitas (FFD).

Simulação de perfis nucleares de poço em formações complexas

A identificação e descrição dos caracteres litológicos de uma formação são indispensáveis à avaliação de formações complexas. Com este objetivo, tem sido sistematicamente usada a combinação de ferramentas nucleares em poços não-revestidos. Os perfis resultantes podem ser considerados como a interação entre duas fases distintas: • Fase de transporte da radiação desde a fonte até um ou mais detectores, através da formação. • Fase de detecção, que consiste na coleção da radiação, sua transformação em pulsos de corrente e, finalmente, na distribuição espectral destes pulsos. Visto que a presença do detector não afeta fortemente o resultado do transporte da radiação, cada fase pode ser simulada independentemente uma da outra, o que permite introduzir um novo tipo de modelamento que desacopla as duas fases. Neste trabalho, a resposta final é simulada combinando soluções numéricas do transporte com uma biblioteca de funções resposta do detector, para diferentes energias incidentes e para cada arranjo específico de fontes e detectores. O transporte da radiação é calculado através do algoritmo de elementos finitos (FEM), na forma de fluxo escalar 2½-D, proveniente da solução numérica da aproximação de difusão para multigrupos da equação de transporte de Boltzmann, no espaço de fase, dita aproximação P₁, onde a variável direção é expandida em termos dos polinômios ortogonais de Legendre. Isto determina a redução da dimensionalidade do problema, tornando-o mais compatível com o algoritmo FEM, onde o fluxo dependa exclusivamente da variável espacial e das propriedades físicas da formação. A função resposta do detector NaI(Tl) é obtida independentemente pelo método Monte Carlo (MC) em que a reconstrução da vida de uma partícula dentro do cristal cintilador é feita simulando, interação por interação, a posição, direção e energia das diferentes partículas, com a ajuda de números aleatórios aos quais estão associados leis de probabilidades adequadas. Os possíveis tipos de interação (Rayleigh, Efeito fotoelétrico, Compton e Produção de pares) são determinados similarmente. Completa-se a simulação quando as funções resposta do detector são convolvidas com o fluxo escalar, produzindo como resposta final, o espectro de altura de pulso do sistema modelado. Neste espectro serão selecionados conjuntos de canais denominados janelas de detecção. As taxas de contagens em cada janela apresentam dependências diferenciadas sobre a densidade eletrônica e a fitologia. Isto permite utilizar a combinação dessas janelas na determinação da densidade e do fator de absorção fotoelétrico das formações. De acordo com a metodologia desenvolvida, os perfis, tanto em modelos de camadas espessas quanto finas, puderam ser simulados. O desempenho do método foi testado em formações complexas, principalmente naquelas em que a presença de minerais de argila, feldspato e mica, produziram efeitos consideráveis capazes de perturbar a resposta final das ferramentas. Os resultados mostraram que as formações com densidade entre 1.8 e 4.0 g/cm³ e fatores de absorção fotoelétrico no intervalo de 1.5 a 5 barns/e^-, tiveram seus caracteres físicos e litológicos perfeitamente identificados. As concentrações de Potássio, Urânio e Tório, puderam ser obtidas com a introdução de um novo sistema de calibração, capaz de corrigir os efeitos devidos à influência de altas variâncias e de correlações negativas, observadas principalmente no cálculo das concentrações em massa de Urânio e Potássio. Na simulação da resposta da sonda CNL, utilizando o algoritmo de regressão polinomial de Tittle, foi verificado que, devido à resolução vertical limitada por ela apresentada, as camadas com espessuras inferiores ao espaçamento fonte - detector mais distante tiveram os valores de porosidade aparente medidos erroneamente. Isto deve-se ao fato do algoritmo de Tittle aplicar-se exclusivamente a camadas espessas. Em virtude desse erro, foi desenvolvido um método que leva em conta um fator de contribuição determinado pela área relativa de cada camada dentro da zona de máxima informação. Assim, a porosidade de cada ponto em subsuperfície pôde ser determinada convolvendo estes fatores com os índices de porosidade locais, porém supondo cada camada suficientemente espessa a fim de adequar-se ao algoritmo de Tittle. Por fim, as limitações adicionais impostas pela presença de minerais perturbadores, foram resolvidas supondo a formação como que composta por um mineral base totalmente saturada com água, sendo os componentes restantes considerados perturbações sobre este caso base. Estes resultados permitem calcular perfis sintéticos de poço, que poderão ser utilizados em esquemas de inversão com o objetivo de obter uma avaliação quantitativa mais detalhada de formações complexas.

Approximate controllability for the semilinear heat equation in RN involving gradient terms

We prove the approximate controllability of the semilinear heat equation in R^N, when the nonlinear term is globally Lipschitz and depends both on the state u and its spatial gradient Ñu. The approximate controllability is viewed as the limit of a sequence of optimal control problems. In order to avoid the difficulties related to the lack of compactness of the Sobolev embeddings, we work with the similarity variables and use weighted Sobolev spaces.

Fokker-Planck Equation for a Metastable Time Dependent Potential

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Existence of solutions for a class of degenerate quasilinear elliptic equation in R-N with vanishing potentials

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Energy decay for the linear Klein-Gordon equation and boundary control

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

An integrable evolution equation for surface waves in deep water

In order to describe the dynamics of monochromatic surface waves in deep water, we derive a nonlinear and dispersive system of equations for the free surface elevation and the free surface velocity from the Euler equations in infinite depth. From it, and using a multiscale perturbative method, an asymptotic model for small wave steepness ratio is derived. The model is shown to be completely integrable. The Lax pair, the first conserved quantities as well as the symmetries are exhibited. Theoretical and numerical studies reveal that it supports periodic progressive Stokes waves which peak and break in finite time. Comparison between the limiting wave solution of the asymptotic model and classical results is performed.

Multiplicity of solutions for a biharmonic equation with subcritical or critical growth

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)