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Type: TESE
Title: Sistemas parabólicos singulares e o fenômeno da solidificação irreversível
Title Alternative: Singular parabolic systems and the irreversible solidification phenomenon
Author: Miranda, Luís Henrique de
Advisor: Boldrini, José Luiz, 1952-
Abstract: Resumo: O objetivo do presente trabalho é a análise matemática da influência das correntes de convecção em um processo de solidificação irreversível. A análise será feita quanto ao aspecto da existência de soluções de certos modelos matemáticos para a situação. Consideraremos dois modelos para este fenômeno que pode ser observado em diversos tipos de polímeros. Como veremos, em um dos modelos teremos o acoplamento entre uma Equação de Navier-Stokes Singular, responsável pela movimentação macroscópica da parte não sólida e uma inclusão diferencial responsável pela transição líquido/sólido. No outro, analisaremos a interação entre uma Equação de Stokes Singular e uma inclusão diferencial quase linear. As dificuldades matemáticas em cada um desses casos são consideráveis pois ambos são problemas de fronteira livre relacionados com inclusões diferenciais não lineares, sendo que uma delas envolve operadores degenerados (p-laplacianos). Para que nossa análise fosse possível, foi necessário que aprimorássemos as ferramentas matemáticas disponíveis. Essencialmente nossa contribuição foi adaptar alguns resultados já existentes no contexto de equações mais simples para sistemas de equações mais complexos. Dentre as contribuições paralelas, destacamos resultados sobre teoria de regularidade para equações degeneradas, estimativas de termos de fronteira 'non-standard', algumas estimativas a priori e um pouco sobre espaços de Sobolev fracionários

Abstract: The objective of this work is the mathematical analysis of the influence of convection currents in an irreversible solidification process. The analysis will be concentrated in the aspects of the existence of solutions of certain mathematical models for the situation. We will consider two models for this phenomenon which can be observed in several kinds of polymers. As we shall see, in one case we have a coupling between Singular Navier- Stokes Equations, which take into account for the macroscopic motion of the mushy region and a differential inclusion which is related to the liquid/solid transition. In the other, we analyze the interaction between a Singular Stokes equation and a quasi linear differential inclusion. The mathematical difficulties in each of these cases are considerable since both consist of free boundary problems associated with nonlinear differential inclusions, one of which involves degenerated operators (p-laplacians). In order to make our analysis possible, some improvements of the available mathematical tools were necessary. Essentially, our contribution was to adapt the existent results for equations in a simpler context to more complex systems of equations. Amongst the contributions, we highlight results on regularity theory for degenerate equations, estimates of non-standard boundary terms, some a priori estimates and some results about fractional Sobolev spaces
Subject: Equações diferenciais parciais
Solidificação - Modelos matemáticos
Equações diferenciais parabólicas
P-Laplaciano
Language: Português
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2011
Appears in Collections:IMECC - Dissertação e Tese

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