Técnicas tradicionais e modernas para simulação em física
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFJF |
Texto Completo: | https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13131 |
Resumo: | A física computacional surgiu no contexto geral de física como uma nova maneira de pensar e construir modelos sobre a natureza, que toma seu lugar não como parte, mas sim ao lado das já tradicionais física teórica e física experimental. Esse “terceiro caminho” tem avançado de maneira surpreendente nas últimas décadas, devido ao avanço da computação e das tecnologias a ela associadas. É cada vez mais comum o uso de técnicas não convencionais em física (geralmente advindas de computação ou matemática) no desenvolvimento de metodologias para física computacional. Geralmente, a ideia por trás dessas técnicas é resolver os problemas usando técnicas tradicionais adaptadas para arquiteturas que visam alto desempenho (como clusters ou placas de vídeo). Porém, tem surgido pouco a pouco espaço para que outras técnicas sejam usadas no tratamento de sistemas físicos, técnicas tais como os algoritmos bioinspirados ou a modelagem via sistemas dinâmicos. Nessa tese, vamos rever algumas das mais tradicionais técnicas em física computacional e introduzir algumas outras relativamente novas nessa área. Revisaremos os conceitos de modelagem molecular e de sistemas micromagnéticos, depois partiremos para o estudo dos sistemas dinâmicos e de alguns algoritmos de optimização bioinspirada. Apresentada a metodologia, introduziremos alguns dos vários trabalhos realizados em paralelo a elaboração desta tese, que ilustram a aplicação destas técnicas em sistemas dentro e fora do escopo comum em física computacional. |
id |
UFJF_f0558bc06587743e519483be000e25b9 |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:hermes.cpd.ufjf.br:ufjf/13131 |
network_acronym_str |
UFJF |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFJF |
repository_id_str |
|
spelling |
Sato, Fernandohttp://lattes.cnpq.br/Galvão, Douglas Soareshttp://lattes.cnpq.br/9138028556380501Carvalho, Ana Claudia Monteirohttp://lattes.cnpq.br/3500088234156539Leonel, Sidiney de Andradehttp://lattes.cnpq.br/4996329322985052Quirino, Welber Gianinihttp://lattes.cnpq.br/7927657074640167http://lattes.cnpq.br/9634543121104157Mendonça, João Paulo Almeida de2021-08-05T12:14:47Z2021-08-052021-08-05T12:14:47Z2020-02-18https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13131A física computacional surgiu no contexto geral de física como uma nova maneira de pensar e construir modelos sobre a natureza, que toma seu lugar não como parte, mas sim ao lado das já tradicionais física teórica e física experimental. Esse “terceiro caminho” tem avançado de maneira surpreendente nas últimas décadas, devido ao avanço da computação e das tecnologias a ela associadas. É cada vez mais comum o uso de técnicas não convencionais em física (geralmente advindas de computação ou matemática) no desenvolvimento de metodologias para física computacional. Geralmente, a ideia por trás dessas técnicas é resolver os problemas usando técnicas tradicionais adaptadas para arquiteturas que visam alto desempenho (como clusters ou placas de vídeo). Porém, tem surgido pouco a pouco espaço para que outras técnicas sejam usadas no tratamento de sistemas físicos, técnicas tais como os algoritmos bioinspirados ou a modelagem via sistemas dinâmicos. Nessa tese, vamos rever algumas das mais tradicionais técnicas em física computacional e introduzir algumas outras relativamente novas nessa área. Revisaremos os conceitos de modelagem molecular e de sistemas micromagnéticos, depois partiremos para o estudo dos sistemas dinâmicos e de alguns algoritmos de optimização bioinspirada. Apresentada a metodologia, introduziremos alguns dos vários trabalhos realizados em paralelo a elaboração desta tese, que ilustram a aplicação destas técnicas em sistemas dentro e fora do escopo comum em física computacional.Computational physics emerged in the general context of physics as a new way of thinking and building models about nature, which takes its place not as a part, but alongside the already traditional theoretical and experimental physics. This third way has surprisingly advanced in recent decades, due to the developments of computing and the technologies associated with it. Nowadays, the use of alternative methods in physics (frequently the ones coming from computation or mathematics) in the development of methodologies for computational physics is getting common. The most common idea behind these methods is solving problems using traditional techniques adapted for high-performance architectures (such as clusters or video cards). However, space has gradually emerged for other techniques to be used in the treatment of physical systems, techniques such as bioinspired algorithms or modeling via dynamic systems. In this thesis, we will review some of the more traditional techniques in computational physics and introduce some relatively new ones. We will review the concepts of molecular modeling and micromagnetic systems, then move on to the study of dynamic systems and some bioinspired optimization algorithms. After the methodology, we will introduce some of the several works carried out in parallel to the writing of this thesis. They demonstrate the applicability of our proposed methods inside and outside the normal scope of computational physics.porUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)Programa de Pós-graduação em FísicaUFJFBrasilICE – Instituto de Ciências ExatasAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAFísica computacionalAlgoritmos bioinspiradosSistemas dinâmicosModelagem molecularMicromagnetismoComputational physicsBioinspired algorithmsDynamical systemsMolecular modelingMicromagnetismTécnicas tradicionais e modernas para simulação em físicainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFJFinstname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)instacron:UFJFORIGINALjoaopauloalmeidademendonça.pdfjoaopauloalmeidademendonça.pdfPDF/Aapplication/pdf10561625https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/13131/1/joaopauloalmeidademendon%c3%a7a.pdfc6a7b8062adc3cebd4ed9b524723de5dMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/13131/3/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD53TEXTjoaopauloalmeidademendonça.pdf.txtjoaopauloalmeidademendonça.pdf.txtExtracted texttext/plain332907https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/13131/4/joaopauloalmeidademendon%c3%a7a.pdf.txt83c30c8a488ef7969b663ac2527aea96MD54THUMBNAILjoaopauloalmeidademendonça.pdf.jpgjoaopauloalmeidademendonça.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1171https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/13131/5/joaopauloalmeidademendon%c3%a7a.pdf.jpgf1f1a16ad67efdf75d4fab149ee69462MD55CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/13131/2/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD52ufjf/131312021-08-10 08:53:38.74oai:hermes.cpd.ufjf.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufjf.br/oai/requestopendoar:2021-08-10T11:53:38Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)false |
dc.title.pt_BR.fl_str_mv |
Técnicas tradicionais e modernas para simulação em física |
title |
Técnicas tradicionais e modernas para simulação em física |
spellingShingle |
Técnicas tradicionais e modernas para simulação em física Mendonça, João Paulo Almeida de CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA Física computacional Algoritmos bioinspirados Sistemas dinâmicos Modelagem molecular Micromagnetismo Computational physics Bioinspired algorithms Dynamical systems Molecular modeling Micromagnetism |
title_short |
Técnicas tradicionais e modernas para simulação em física |
title_full |
Técnicas tradicionais e modernas para simulação em física |
title_fullStr |
Técnicas tradicionais e modernas para simulação em física |
title_full_unstemmed |
Técnicas tradicionais e modernas para simulação em física |
title_sort |
Técnicas tradicionais e modernas para simulação em física |
author |
Mendonça, João Paulo Almeida de |
author_facet |
Mendonça, João Paulo Almeida de |
author_role |
author |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Sato, Fernando |
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/ |
dc.contributor.referee1.fl_str_mv |
Galvão, Douglas Soares |
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/9138028556380501 |
dc.contributor.referee2.fl_str_mv |
Carvalho, Ana Claudia Monteiro |
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/3500088234156539 |
dc.contributor.referee3.fl_str_mv |
Leonel, Sidiney de Andrade |
dc.contributor.referee3Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/4996329322985052 |
dc.contributor.referee4.fl_str_mv |
Quirino, Welber Gianini |
dc.contributor.referee4Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/7927657074640167 |
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/9634543121104157 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Mendonça, João Paulo Almeida de |
contributor_str_mv |
Sato, Fernando Galvão, Douglas Soares Carvalho, Ana Claudia Monteiro Leonel, Sidiney de Andrade Quirino, Welber Gianini |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
topic |
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA Física computacional Algoritmos bioinspirados Sistemas dinâmicos Modelagem molecular Micromagnetismo Computational physics Bioinspired algorithms Dynamical systems Molecular modeling Micromagnetism |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Física computacional Algoritmos bioinspirados Sistemas dinâmicos Modelagem molecular Micromagnetismo Computational physics Bioinspired algorithms Dynamical systems Molecular modeling Micromagnetism |
description |
A física computacional surgiu no contexto geral de física como uma nova maneira de pensar e construir modelos sobre a natureza, que toma seu lugar não como parte, mas sim ao lado das já tradicionais física teórica e física experimental. Esse “terceiro caminho” tem avançado de maneira surpreendente nas últimas décadas, devido ao avanço da computação e das tecnologias a ela associadas. É cada vez mais comum o uso de técnicas não convencionais em física (geralmente advindas de computação ou matemática) no desenvolvimento de metodologias para física computacional. Geralmente, a ideia por trás dessas técnicas é resolver os problemas usando técnicas tradicionais adaptadas para arquiteturas que visam alto desempenho (como clusters ou placas de vídeo). Porém, tem surgido pouco a pouco espaço para que outras técnicas sejam usadas no tratamento de sistemas físicos, técnicas tais como os algoritmos bioinspirados ou a modelagem via sistemas dinâmicos. Nessa tese, vamos rever algumas das mais tradicionais técnicas em física computacional e introduzir algumas outras relativamente novas nessa área. Revisaremos os conceitos de modelagem molecular e de sistemas micromagnéticos, depois partiremos para o estudo dos sistemas dinâmicos e de alguns algoritmos de optimização bioinspirada. Apresentada a metodologia, introduziremos alguns dos vários trabalhos realizados em paralelo a elaboração desta tese, que ilustram a aplicação destas técnicas em sistemas dentro e fora do escopo comum em física computacional. |
publishDate |
2020 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2020-02-18 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2021-08-05T12:14:47Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2021-08-05 2021-08-05T12:14:47Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
format |
doctoralThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13131 |
url |
https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/13131 |
dc.language.iso.fl_str_mv |
por |
language |
por |
dc.rights.driver.fl_str_mv |
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ info:eu-repo/semantics/openAccess |
rights_invalid_str_mv |
Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ |
eu_rights_str_mv |
openAccess |
dc.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-graduação em Física |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFJF |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
Brasil |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
ICE – Instituto de Ciências Exatas |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFJF instname:Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) instacron:UFJF |
instname_str |
Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
instacron_str |
UFJF |
institution |
UFJF |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFJF |
collection |
Repositório Institucional da UFJF |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/13131/1/joaopauloalmeidademendon%c3%a7a.pdf https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/13131/3/license.txt https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/13131/4/joaopauloalmeidademendon%c3%a7a.pdf.txt https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/13131/5/joaopauloalmeidademendon%c3%a7a.pdf.jpg https://repositorio.ufjf.br/jspui/bitstream/ufjf/13131/2/license_rdf |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
c6a7b8062adc3cebd4ed9b524723de5d 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 83c30c8a488ef7969b663ac2527aea96 f1f1a16ad67efdf75d4fab149ee69462 e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFJF - Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1801661273290571776 |