Métodos de diferenças finitas para problemas de difusão e reação não lineares
| Ano de defesa: | 2019 |
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| Orientador(a): | |
| Banca de defesa: | |
| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Laboratório Nacional de Computação Científica
Coordenação de Pós-Graduação e Aperfeiçoamento (COPGA) Brasil LNCC Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
Não Informado pela instituição
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://tede.lncc.br/handle/tede/313 |
Resumo: | Neste trabalho tivemos como objetivo elaborar uma técnica que permitisse resolver equações diferenciais parciais não lineares de reação-difusão transi- entes utilizando o método de diferenças finitas. As soluções de tais equações apresentam-se como padrões de Turing. A técnica que propomos é baseada em ADI e foi desenvolvida para problemas escalares e depois estendida para casos matriciais. Estudamos técnicas relacionadas cujos resultados se mantiveram de segunda ordem no tempo. Realizamos estudos de convergência que demos- traram taxas ótimas e também tratou-se aplicações cujos padrões gráficos estiveram de acordo com outros trabalhos, mas foram obtidos em tempos subs- tancialmente menores devido à nova técnica. O desempenho dos experimentos que realizamos deveu-se ao fato de o ADI desmembrar as equações dos modelos estudados em outras que podem ser reescritas como sistemas tridiagonais. Estes sistema são solucionados eficientemente pelo algoritmo de Thomas. |
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Métodos de diferenças finitas para problemas de difusão e reação não linearesDiferenças finitasModelos matemáticosDifusão - Modelos matematicosMétodo ADICNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICANeste trabalho tivemos como objetivo elaborar uma técnica que permitisse resolver equações diferenciais parciais não lineares de reação-difusão transi- entes utilizando o método de diferenças finitas. As soluções de tais equações apresentam-se como padrões de Turing. A técnica que propomos é baseada em ADI e foi desenvolvida para problemas escalares e depois estendida para casos matriciais. Estudamos técnicas relacionadas cujos resultados se mantiveram de segunda ordem no tempo. Realizamos estudos de convergência que demos- traram taxas ótimas e também tratou-se aplicações cujos padrões gráficos estiveram de acordo com outros trabalhos, mas foram obtidos em tempos subs- tancialmente menores devido à nova técnica. O desempenho dos experimentos que realizamos deveu-se ao fato de o ADI desmembrar as equações dos modelos estudados em outras que podem ser reescritas como sistemas tridiagonais. Estes sistema são solucionados eficientemente pelo algoritmo de Thomas.The purpose of this work is to develop a technique to solve transient reaction- diffusion partial differential equations using the finite difference method. The solution of such equations follows the Turing patterns behavior. The proposed technique is based on ADI and covers scalar problems and matricial ones. Experimental results show to have second time-order of convergence studies revealing a great performance. Graphic patterns from some application mod- els are in agreement with other works and presented shorter CPU times in comparison to them. This performance is due to the fact that the ADI scheme allows to rewrite the models as 1D equations system that can be converted in trididiaginal linear system. These ones are efficiently solved by Thomas algorithm.Laboratório Nacional de Computação CientíficaCoordenação de Pós-Graduação e Aperfeiçoamento (COPGA)BrasilLNCCPrograma de Pós-Graduação em Modelagem ComputacionalLoula, Abimael Fernando DouradoMartins, Bernardo RochaKaram Filho, JoséLoula, Abimael Fernando DouradoAlmeida, Regina Célia Cerqueira deKritz, Maurício VieiraSantos, Rodrigo Weber dosCarmo, Eduardo Gomes Dutra doPereira, Ricardo Reis2023-03-06T13:45:15Z2019-02-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfPEREIRA, R. R. Métodos de diferenças finitas para problemas de difusão e reação não lineares. 2019. 143 f. Tese (Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional) - Laboratório Nacional de Computação Científica, Petrópolis, 2019.https://tede.lncc.br/handle/tede/313porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do LNCCinstname:Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC)instacron:LNCC2023-03-07T04:08:43Zoai:tede-server.lncc.br:tede/313Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://tede.lncc.br/PUBhttps://tede.lncc.br/oai/requestlibrary@lncc.br||library@lncc.bropendoar:2023-03-07T04:08:43Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do LNCC - Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC)false |
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