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Tipo: Tese
Título: Um modelo para formação de padrões em processos de erosão - deposição
Autor(es): Maionchi, Daniela de Oliveira
Orientador: Costa Filho, Raimundo Nogueira da
Palavras-chave: Dinâmica dos fluidos;Padrões;Rede de capilares;Escoamento
Data do documento: 2008
Citação: MAIONCHI, D. O. Um modelo para formação de padrões em processos de erosão - deposição. 2008. 113 f. Tese (Doutorado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2008.
Resumo: Neste trabalho, estudamos a formação de padrões através de simulações computacionais. Propomos um modelo que descreve o processo de erosão-deposição em um sistema de monocamada. Analisamos o processo de erosão existente na natureza sob o ponto de vista microscópico, ou seja, consideramos um meio granular com partículas esféricas bem definidas. Um fluido escoa através desse sistema devido a um gradiente de pressão. Utilizamos o software FLUENT para determinar o perfil de velocidade e o fluxo do fluido na rede de capilares gerada entre as partículas e, conseqüentemente, a permeabilidade de cada canal do sistema. Consideramos que a única força que age sobre cada partícula se deve ao fluido e é dada pela Lei de Stokes. Ao deslocarmos todas as partículas do sistema, fazemos duas considerações distintas quanto a interação entre elas: na primeira, o atrito entre os grãos é grande e na segunda, o atrito é nulo. Conforme o sistema evolui no tempo, os padrões obtidos dependem da porosidade considerada. Os padrões obtidos com a primeira consideração são semelhantes a alguns padrões já obtidos experimentalmente, enquanto a formação de canais observada com a segunda consideração é consistente com o que é observado em diversos fenômenos naturais.
Abstract: In this work, we study pattern formation through computer simulations. We propose a model that describes the erosion-deposition process in an one-layer system. We analyze the erosion process existing in nature from the microscopic point of view, what means that we consider a granular medium with well-defined spherical particles. A fluid flows through this system due to a gradient of pressure. We use the software FLUENT to determine the velocity profile and the flux of the fluid in network of capillaries created between the particles and hence, the permeability of each channel of the system. We consider that the only force acting on each particle is due to the fluid and is given by the Stokes Law. As the particles of the system are dislocated, we make two different considerations about interaction between them: in the first one, the friction between the grains is large and in the second one, the friction is null. As the system evolves in time, patterns obtained depend on the porosity considered. The patterns obtained with the first consideration are similiar to the patterns already obtained experimentally, while the formation of channels observed using the second one is consistent with that observed in a variety of natural phenomena.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/11934
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