Análise direta e inversa de um modelo de difusão anômala bi-fluxo com termos fonte com variação espacial e temporal
| 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: |
Universidade do Estado do Rio de Janeiro
Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico BR UERJ 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: | http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13632 |
Resumo: | Esta tese aborda o problema de difusão anômala bi-fluxo sob as perspectivas dos problemas direto e inverso. O Método de Volumes Finitos e a Técnica da Transformada Integral Generalizada são empregadas na solução do modelo bi-fluxo unidimensional e bidimensional. Ambas as abordagens são sistematicamente desenvolvidas e criticamente verificadas para casos envolvendo diferentes tipos de condição de contorno que aparecem no modelo. Por meio da Técnica da Transformada Integral Generalizada foram desenvolvidas soluções híbridas numérico-analítica que podem ser empregadas com a finalidade de validação de soluções numéricas do modelo. Um problema inverso de reconstrução de termos fonte com variação espacial e temporal é introduzido e resolvido por meio de uma abordagem bayesiana usando o Método de Monte Carlo da Cadeia de Markov. São discutidos aspectos quanto a utilização de informações a priori de campo Markoviano e utilização de uma estratégia de adaptação do algoritmo de Metropolis-Hastings. São utilizadas medições simuladas e as estimativas fornecem boas aproximações aos termo fontes exatos, demonstrando que a metodologia apresentada é eficiente para a reconstrução de termos fonte na equação de difusão bi-fluxo. |
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Análise direta e inversa de um modelo de difusão anômala bi-fluxo com termos fonte com variação espacial e temporalDirect and inverse analysis of an anomalous bi-flux diffusion model with spatially and temporally varying source termsAnomalous diffusionGeneralized integral transform techniqueFinite volume methodBayesian inferenceDifusão anômalaTécnica da transformada integral generalizadaMétodo de volumes finitosInferência bayesianaCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::MATEMATICA APLICADAEsta tese aborda o problema de difusão anômala bi-fluxo sob as perspectivas dos problemas direto e inverso. O Método de Volumes Finitos e a Técnica da Transformada Integral Generalizada são empregadas na solução do modelo bi-fluxo unidimensional e bidimensional. Ambas as abordagens são sistematicamente desenvolvidas e criticamente verificadas para casos envolvendo diferentes tipos de condição de contorno que aparecem no modelo. Por meio da Técnica da Transformada Integral Generalizada foram desenvolvidas soluções híbridas numérico-analítica que podem ser empregadas com a finalidade de validação de soluções numéricas do modelo. Um problema inverso de reconstrução de termos fonte com variação espacial e temporal é introduzido e resolvido por meio de uma abordagem bayesiana usando o Método de Monte Carlo da Cadeia de Markov. São discutidos aspectos quanto a utilização de informações a priori de campo Markoviano e utilização de uma estratégia de adaptação do algoritmo de Metropolis-Hastings. São utilizadas medições simuladas e as estimativas fornecem boas aproximações aos termo fontes exatos, demonstrando que a metodologia apresentada é eficiente para a reconstrução de termos fonte na equação de difusão bi-fluxo.This thesis addresses the problem of bi-flux anomalous diffusion from the perspective of direct and inverse problems. The Finite Volume Method and the Generalized Integral Transform Technique are employed in the one-dimensional and two-dimensional bi-flux model solution. Both approaches are systematically developed and critically verified for cases involving the different types of boundary conditions that appear in the model. The Generalized Integral Transform Technique provides numerical-analytical hybrid solutions that can be employed as benchmark results for validating other numerical model solutions. An inverse problem of reconstructing space and time-wise source terms is introduced and solved by a bayesian approach using the Markov Chain Monte Carlo Method. Aspects regarding the use of Markovian Random fields as priori information and the use of an adaptative Metropolis-Hastings algorithm are discussed. Simulated measurements are employed, and the estimates provide good approximations to the exact sources term, demonstrating that the presented methodology is efficient for the reconstruction of source terms in the bi-flux diffusion equation.Universidade do Estado do Rio de JaneiroCentro de Tecnologia e Ciências::Instituto PolitécnicoBRUERJPrograma de Pós-Graduação em Modelagem ComputacionalKnupp, Diego Camposhttp://lattes.cnpq.br/1743826010794846Bevilacqua, Luizhttp://lattes.cnpq.br/5898851138882202Lugon Júnior, Jaderhttp://lattes.cnpq.br/7462703432059206Silva Neto, Antônio José dahttp://lattes.cnpq.br/5148738006361781Vasconcellos, João Flávio Vieira dehttp://lattes.cnpq.br/9634798722030132Marinho, Gisele Moraes2021-01-07T14:36:52Z2020-03-102019-11-12info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfMARINHO, Gisele Moraes. Análise direta e inversa de um modelo de difusão anômala bi-fluxo com termos fonte com variação espacial e temporal. 2019. 150 f. Tese (Doutorado em Modelagem Computacional) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, NOVA FRIBURGO, 2019.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13632porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJ2024-02-27T18:26:41Zoai:www.bdtd.uerj.br:1/13632Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:26:41Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false |
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