João Guilherme Caldas Steinstraesser

Professor Doutor do Departamento de Matemática Aplicada do Instituto de Matemática e Estatística da Universidade de São Paulo desde julho de 2024. Realizou Pós-Doutorado em Matemática Aplicada na mesma instituição (2021-2024), com bolsa FAPESP. Possui Doutorado em Matemática Aplicada pela Université de Montpellier - INRIA (2021), mestrado (master M2) em Matemática Aplicada pela École des Ponts Paristech (2017) e dupla graduação em Engenharia Matemática e Informática pela École des Ponts Paristech (2017) e Engenharia Civil pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo (2018). Tem interesse em análise numérica, métodos paralelos no tempo, métodos de decomposição de domínio e modelos de ordem reduzida, com aplicação principalmente em problemas de dinâmica dos fluidos.

Informações coletadas do Lattes em 05/11/2025

Acadêmico

Formação acadêmica

Doutorado em Matemática Aplicada

2018 - 2021

Centre de Recherche Inria Sophia Antipolis - Méditerranée
Título: Coupling large and small scale shallow water models with porosity in the presence of anisotropy
Orientador: Antoine Rousseau
Coorientador: Vincent Guinot. Bolsista do(a): Institut national de recherche en informatique et en automatique, INRIA, França.

Mestrado em Matemática e Aplicações

2016 - 2017

Ecole des Ponts ParisTech
Título: Operational coupling in coastal oceanography, Ano de Obtenção: 2018
Orientador: Antoine Rousseau
Bolsista do(a): Campus France - Bolsa Eiffel, CAMPUS FRANCE, França.

Graduação em Engenharia Matemática e Informática

2014 - 2017

Ecole des Ponts ParisTech
Bolsista do(a): Campus France - Bolsa Eiffel, CAMPUS FRANCE, França.

Graduação em Engenharia Civil na Escola Politécnica

2011 - 2018

Universidade de São Paulo

Pós-doutorado

2021 - 2024

Pós-Doutorado. , Universidade de São Paulo, USP, Brasil. , Bolsista do(a): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, FAPESP, Brasil. , Grande área: Ciências Exatas e da Terra

Idiomas

Bandeira representando o idioma Inglês

Compreende Bem, Fala Bem, Lê Bem, Escreve Bem.

Bandeira representando o idioma Espanhol

Compreende Bem, Fala Bem, Lê Bem, Escreve Razoavelmente.

Bandeira representando o idioma Português

Compreende Bem, Fala Bem, Lê Bem, Escreve Bem.

Bandeira representando o idioma Francês

Compreende Bem, Fala Bem, Lê Bem, Escreve Bem.

Áreas de atuação

Grande área: Ciências Exatas e da Terra / Área: Matemática / Subárea: Matemática Aplicada.

Grande área: Engenharias / Área: Engenharia Mecânica / Subárea: Fenômenos de Transporte/Especialidade: Mecânica dos Fluídos.

Participação em bancas

Aluno: Felipe Matheus Oliveira Silva

MASCARENHAS, W. F.; CAMARGO, A. P.;CALDAS STEINSTRAESSER, J.G.. Aproximação ótima utilizando aritmética intervalar. 2025. Dissertação (Mestrado em Ciências da Computação) - Universidade de São Paulo.

Aluno: Kennedy Corrêa da Silva Júnior

CALDAS STEINSTRAESSER, J.G.COLLI, E.Vilca RODRIGUEZ, J. L.. Qualificação de Exame Básico de Doutorado Direto. 2025. Exame de qualificação (Doutorando em Matemática Aplicada) - Universidade de São Paulo.

Aluno: Claudio Hirofume Asano

RAGAZZO, C. G.;CALDAS STEINSTRAESSER, Joao G.; MASCARENHAS, W. F.. High-precision integration of equations of extended-body motion. 2024. Exame de qualificação (Doutorando em Matemática Aplicada) - Universidade de São Paulo.

Aluno: Yuri Assis Pinto

PEIXOTO, PEDRO DA SILVACOLLI, E.CALDAS STEINSTRAESSER, JOÃO GUILHERME. Exame de qualificação de mestrado. 2025. Exame de qualificação (Mestrando em Matemática Aplicada) - Universidade de São Paulo.

Aluno: Leonardo Machado Valadão

COLLI, E.CALDAS STEINSTRAESSER, J.G.Brandão, L. O.. Exame de qualificação de mestrado. 2025. Exame de qualificação (Mestrando em Matemática Aplicada) - Universidade de São Paulo.

Aluno: Francielly Gomez Gastardi

COLLI, E.; KUHL, N. M.;CALDAS STEINSTRAESSER, J.G.. Espectros semelhantes para diferentes formas de membrana. 2024. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Matemática Aplicada e Computacional Com Habilitação em Estatística Econômic) - Universidade de São Paulo.

Orientou

Lucas dos Santos Rocha

A definir; Início: 2025; Dissertação (Mestrado em Matemática Aplicada) - Universidade de São Paulo; (Orientador);

Yuri Assis Pinto

Study and development of higher order Semi-Lagrangian Exponential Integrators; Início: 2024; Dissertação (Mestrado em Matemática Aplicada) - Universidade de São Paulo, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior; (Coorientador);

Igor Quereli

A definir; Início: 2024; Dissertação (Mestrado em Matemática Aplicada) - Universidade de São Paulo, Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior; (Orientador);

Anastácio Pascoal Epandi Canhanga

A definir; Início: 2025; Tese (Doutorado em Matemática Aplicada) - Universidade de São Paulo, Convênio USP-Angola; (Orientador);

Bianca Ângelo da Rocha Barreto

Physics-informed neural networks - Uma aplicação para as equações de Navier-Stokes; Início: 2025; Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Matemática Aplicada e Computacional Com Habilitação em Sistemas e Controle) - Universidade de São Paulo; (Orientador);

Guilherme Vaz das Neves Hummel

Introdução ao método de paralelização temporal Parareal; Início: 2025; Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Matemática Aplicada e Computacional Com Habilitação em Sistemas e Controle) - Universidade de São Paulo; (Orientador);

Daniel Frazão Rosner

Métodos numéricos para equações diferenciais parciais e introdução a métodos paralelos no tempo; Início: 2025; Iniciação científica (Graduando em Engenharia Química) - Universidade de São Paulo; (Orientador);

Murilo Maeda Kataoka

iCEM - Iniciação Científica para Computação, Estatística e Matemática; Início: 2025; Iniciação científica (Graduando em Ciência da Computação) - Universidade de São Paulo; (Orientador);

Daniel Vasquinho Ferrari

iCEM - Iniciação Científica para Computação, Estatística e Matemática; Início: 2025; Iniciação científica (Graduando em Matemática - Licenciatura) - Universidade de São Paulo; (Orientador);

Produções bibliográficas

  • Guilherme Caldas Steinstraesser, João ; SCHREIBER, MARTIN ; PEIXOTO, PEDRO S. . Analysis and improvement of a semi-Lagrangian exponential scheme for the shallow-water equations on the rotating sphere. Esaim-Mathematical Modelling And Numerical Analysis-Modelisation Mathematique Et Analyse Numerique , v. 59, p. 1532-1564, 2025.

  • CALDAS STEINSTRAESSER, JOÃO GUILHERME ; PEIXOTO, PEDRO DA SILVA ; SCHREIBER, MARTIN . Parallel-in-time integration of the shallow water equations on the rotating sphere using Parareal and MGRIT. JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS , v. 496, p. 112591, 2024.

  • CALDAS STEINSTRAESSER, Joao G. ; GUINOT, VINCENT ; ROUSSEAU, ANTOINE . Modified parareal method for solving the two-dimensional nonlinear shallow water equations using finite volumes. The SMAI journal of computational mathematics , v. 7, p. 159-184, 2021.

  • AUDUSSE, E. ; CALDAS STEINSTRAESSER, J.G. ; EMERALD, L. ; HEINRICH, P. ; PARIS, A. ; PARISOT, M. . Comparison of models for the simulation of landslide generated Tsunamis. ESAIM: PROCEEDINGS AND SURVEYS , v. 70, p. 14-30, 2021.

  • SCI, JOAO GUILHERME CALDAS STEINSTRAESSER . A Domain Decomposition Method for Linearized Boussinesq-Type Equations. Journal of Mathematical Study , v. 52, p. 320-340, 2019.

  • JOAO GUILHERME CALDAS STEINSTRAESSER ; RODRIGO CIENFUEGOS ; ANTOINE ROUSSEAU . A SCHWARZ-BASED DOMAIN DECOMPOSITION METHOD FOR THE DISPERSION EQUATION. Journal of Applied Analysis and Computation , v. 8, p. 859-872, 2018.

  • Steinstraesser, Joao Guilherme Caldas ; GUINOT, VINCENT ; ROUSSEAU, ANTOINE . Application of a Modified Parareal Method for Speeding Up the Numerical Resolution of the 2D Shallow Water Equations. Springer Water. .ed.: Springer Nature Singapore, 2022, v. , p. 85-108.

  • Steinstraesser, Joao Guilherme Caldas ; Delenne, Carole ; Finaud-Guyot, Pascal ; GUINOT, VINCENT ; Casapia, Joseph Luis Kahn ; ROUSSEAU, ANTOINE . SW2D-Lemon: A New Software for Upscaled Shallow Water Modeling. Springer Water. .ed.: Springer Nature Singapore, 2022, v. , p. 23-40.

  • CALDAS STEINSTRAESSER, JOÃO GUILHERME ; SCHREIBER, MARTIN ; PEIXOTO, PEDRO DA SILVA . Accuracy analysis and improvement of a semi-Lagrangian exponential integration method for the shallow-water equations on the rotating sphere. 2025. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

  • CALDAS STEINSTRAESSER, Joao Guilherme ; PEIXOTO, P. S. ; SCHREIBER, M. . Towards exponential semi-Lagrangian parallel-in-time methods for the shallow water equations on the rotating sphere. 2023. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

  • CALDAS STEINSTRAESSER, Joao Guilherme . Parallel-in-time methods for fluid dynamics problems. 2022. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

  • CALDAS STEINSTRAESSER, J. G. ; GUINOT, V. ; ROUSSEAU, A. . A modified ROM-based parareal method for the simulation of urban floods. 2021. (Apresentação de Trabalho/Seminário).

  • CALDAS STEINSTRAESSER, J. G. ; GUINOT, V. ; ROUSSEAU, A. . A modified ROM-based parareal method for the simulation of urban floods. 2021. (Apresentação de Trabalho/Seminário).

  • CALDAS STEINSTRAESSER, J. G. ; GUINOT, V. ; ROUSSEAU, A. . A modified ROM-based parareal method for solving the two-dimensional nonlinear shallow water equations. 2020. (Apresentação de Trabalho/Congresso).

  • CALDAS STEINSTRAESSER, J. G. ; GUINOT, V. ; ROUSSEAU, A. . Multiscale coupling of porosity-based shallow water models for the simulation of urban floods. 2020. (Apresentação de Trabalho/Seminário).

  • CALDAS STEINSTRAESSER, J. G. ; GUINOT, V. ; ROUSSEAU, A. . A modified parareal method for solving the two-dimensional nonlinear shallow water equations. 2020. (Apresentação de Trabalho/Seminário).

  • CALDAS STEINSTRAESSER, J. G. ; KEMLIN, G. ; ROUSSEAU, A. . Discrete transparent boundary conditions for domain decomposition in coastal oceanography. 2018. (Apresentação de Trabalho/Conferência ou palestra).

  • CALDAS STEINSTRAESSER, J. G. ; ROUSSEAU, A. . Operational coupling in coastal oceanography: study on transparent boundary conditions for a Boussinesq-type model. 2017. (Apresentação de Trabalho/Simpósio).

Projetos de pesquisa

  • 2021 - 2024

    Paralelização temporal das equações de águas rasas na esfera usando harmônicos esféricos e discretização semi-lagrangeana, Descrição: Este projeto de pós-doutorado visa a estudar a resolução numérica de modelos de dinâmica dos fluidos para a atmosfera usando métodos de paralelização temporal. Sendo um componente de complexos modelos climáticos e de previsão do tempo, a modelagem atmosférica deve fornecer soluções numéricas precisas, que são computacionalmente caras; portanto, a paralelização no tempo é uma abordagem promissora para reduzir os elevados tempos de cálculo computational necessários para realizar essas simulações. Nós focaremos na resolução das equações de águas rasas (SWE em inglês) na esfera, um modelo bidimensional largamente utilizado em modelagem atmosférica por ser um modelo simplificado apresentando muitas das propriedades e desafios de modelos mais complexos. As equações serão discretizadas no espaço e no tempo usando respectivamente harmônicos esféricos e um método semi-lagrangeano, duas abordagens populares nesta área. A paralelização temporal será realizada usando diferentes métodos, \eg o parareal, o MGRIT e o PFASST, que foram recentemente aplicados à resolução das SWE na esfera, mas combinados com outras discretizações temporais. Para esta aplicação, a paralelização temporal é particularmente desafiadora pois métodos paralelos no tempo apresentam instabilidades e/ou convergência lenta quanto aplicados a problemas hiperbólicos ou dominados por advecção, como os encontrados na dinâmica atmosférica. Recentemente, a combinação do método parareal com uma discretização semi-lagrangeana mostrou resultados promissores para melhorar sua estabilidade. Portanto, nós consideramos esta abordagem como diretriz neste trabalho e investigaremos melhorias adicionais dos métodos de paralelização temporal. Os métodos propostos serão executados, validados e comparados em sistemas reais de computação de alta performance (HPC).. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Integrantes: João Guilherme Caldas Steinstraesser - Integrante / PEIXOTO, PEDRO DA SILVA - Coordenador., Financiador(es): Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de SP - Bolsa.

  • 2019 - 2019

    Comparison of models for the simulation of landslide generated tsunamis, Descrição: comparison of the numerical simulation of landslide generated tsunamis using the Navier-Stokes, the Boussinesq and the shallow water equations.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Doutorado: (3) . , Integrantes: João Guilherme Caldas Steinstraesser - Integrante / Emmanuel Audusse - Integrante / Louis Emerald - Integrante / Philippe Heinrich - Integrante / Alexandre Paris - Integrante / Martin Parisot - Coordenador., Financiador(es): Centre D'Energie Atomique- Saclay - Outra.

  • 2018 - 2018

    Development of a software for the parameterization of wheel and railroad tracks profiles, Descrição: Iniciação Científica - Bolsa FDTE Mathematical formulation and implementation of optimization problems (fitting of arcs/splines/NURBS to a cloud of points) for parametrizing wheel and railroad track profiles, aiming the application in computational mechanics models for studying the contact between these elements. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) . , Integrantes: João Guilherme Caldas Steinstraesser - Integrante / Alfredo Gay Neto - Coordenador., Financiador(es): Fundação para o Desenvolvimento Tecnológico da Engenharia - Bolsa.

  • 2017 - 2018

    Operational Coupling in coastal oceanography, Descrição: Development of a numerical model coupling a spectral model and a nonlinear dispersive model for wave propagation. Study and proposition of approximate transparent boundary conditions for the latter model.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Mestrado acadêmico: (1) . , Integrantes: João Guilherme Caldas Steinstraesser - Coordenador / Antoine Rousseau - Integrante., Financiador(es): Marine Energy Research & Innovation Center - Remuneração.

  • 2016 - 2016

    A domain decomposition method for the resolution of nonlinear dispersive models for wave propagation, Descrição: Study and implementation of transparent boundary conditions and Schwarz methods for solving nonlinear dispersive models (KdV and Serre equations).. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) . , Integrantes: João Guilherme Caldas Steinstraesser - Coordenador / Antoine Rousseau - Integrante., Financiador(es): Marine Energy Research & Innovation Center - Remuneração.

  • 2015 - 2015

    Mesh adaptation model to surfaces and physical variables applied to fluid mechanics problems, Descrição: tudy of mesh adaptation models; development of a library in C for applying these methods in computational fluid mechanics codes.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) . , Integrantes: João Guilherme Caldas Steinstraesser - Coordenador / mario ricchiuto - Integrante / Cécile DOBRZYNSKI - Integrante., Financiador(es): Inria Bordeaux Sud-Ouest - Remuneração.

  • 2013 - 2014

    Métodos numéricos em equações diferenciais parciais com aplicação em previsão numérica do tempo, Descrição: Iniciação cientifica - Bolsa institucional RUSP Estudo e implementação da resolução numérica das equações de águas rasas para circulação atmosférica usando Fortran e MPI.. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) . , Integrantes: João Guilherme Caldas Steinstraesser - Integrante / Saulo Rabello Maciel de Barros - Coordenador., Financiador(es): Universidade de São Paulo - Bolsa.

  • 2012 - 2013

    Métodos numéricos em equações diferenciais e aplicações, Descrição: Iniciação Científica - Bolsa Institucional - RUSP Introdução, estudo e implementação de diversos métodos numéricos para equações diferenciais parciais. , Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. , Alunos envolvidos: Graduação: (1) . , Integrantes: João Guilherme Caldas Steinstraesser - Integrante / Saulo Rabello Maciel de Barros - Coordenador., Financiador(es): Universidade de São Paulo - Bolsa.

Prêmios

2010

Medalha de bronze, Olimpíada Paulista de Química.

Histórico profissional

Experiência profissional

2018 - 2021

Centre de Recherche Inria Sophia Antipolis - Méditerranée

Vínculo: Celetista, Enquadramento Funcional: Doutorando, Carga horária: 35, Regime: Dedicação exclusiva.

Outras informações:
Doutorado de 3 anos no instituto de pesquisa em Matemática Aplicada INRIA - Equipe Lemon (Montpellier, França), sob a orientação de Antoine Rousseau e Vincent Guinot. Titulo do projeto: Coupling large and small scale shallow water models with porosity in the presence of anisotropy.

2019 - 2020

University of Montpellier

Vínculo: Bolsista, Enquadramento Funcional: Atividade de ensino complementar ao doutorado, Carga horária: 3

Outras informações:
Disciplinas ministradas: - Modelling and conception of mechanical systems (exercice classes, undergraduation in Mechanics, 1st year); - Dynamics of mechanical systems (exercice classes, undergraduation in Mechanics, 2nd year) - Mathematical modelling in Mechanics (practical project classes, undergraduation in MEchanics Engineering and Mechanics, 3rd year)

2017 - 2018

Marine Energy Research & Innovation Center

Vínculo: Celetista, Enquadramento Funcional: Estagiário, Carga horária: 35

Outras informações:
Estágio de pesquisa sob a direção de Antoine Rousseau. Título do projeto: Operational Coupling in coastal oceanography.

2016 - 2016

Marine Energy Research & Innovation Center

Vínculo: Celetista, Enquadramento Funcional: Estagiário, Carga horária: 35, Regime: Dedicação exclusiva.

Outras informações:
Estágio de pesquisa sob a direção de Antoine ROUSSEAU. Título do projeto: A domain decomposition method for the resolution of nonlinear dispersive models for wave propagation

2015 - 2015

Inria Bordeaux Sud-Ouest

Vínculo: Servidor Público, Enquadramento Funcional: Estagiário, Carga horária: 35

Outras informações:
Estágio de pesquisa sob a direção de Cécile DOBRZYNSKI e Mario RICCHIUTO. Título do projeto: Mesh adaptation model to surfaces and physical variables applied to fluid mechanics problems.

2024 - Atual

Universidade de São Paulo

Vínculo: Servidor Público, Enquadramento Funcional: Professor Doutor MS-3, Carga horária: 40, Regime: Dedicação exclusiva.

2021 - 2024

Universidade de São Paulo

Vínculo: Bolsista, Enquadramento Funcional: Pós-doutorando

2012 - 2012

Universidade de São Paulo

Vínculo: Bolsista, Enquadramento Funcional: Monitor da disciplina MAT2457, Carga horária: 5

2018 - 2018

Estudar Com Você

Vínculo: Trabalhador avulso, Enquadramento Funcional: Professor, Carga horária: 20

Outras informações:
Professor de cálculo integral e diferencial.

2013 - 2013

Federal Concursos

Vínculo: Trabalhador avulso, Enquadramento Funcional: Professor

Outras informações:
Professor de Álgebra Linear e Introdução à Ciência dos Materiais

2019 - 2019

Centre International de Rencontres Mathématiques

Vínculo: , Enquadramento Funcional: