Ciência para a Redução das Desigualdades
15 a 20 de outubro de 2018
Trabalho 9727
| ISSN | 2237-9045 |
|---|---|
| Instituição | Universidade Federal de Viçosa |
| Nível | Graduação |
| Modalidade | Pesquisa |
| Área de conhecimento | Ciências Exatas e Tecnológicas |
| Área temática | Ciências Exatas e da Terra |
| Setor | Departamento de Física |
| Bolsa | PIBIC/CNPq |
| Conclusão de bolsa | Sim |
| Apoio financeiro | CNPq |
| Primeiro autor | Leonardo Augusto Bau Caumo |
| Orientador | OSWALDO MONTEIRO DEL CIMA |
| Outros membros | ALVARO VIANNA NOVAES DE CARVALHO TEIXEIRA |
| Título | Simulação da evolução temporal de um sistema de muitas bolhas por amadurecimento de Ostwald: influência da fração volumétrica e da distribuição inicial |
| Resumo | No dia a dia estamos em contato com muitos sistemas físicos complexos e que podem passar despercebidos. Entre eles pode estar um sistema composto por um conjunto de bolhas. Nesse projeto foi estudado o comportamento de um sistema como esse e que pode existir em materiais usuais, como uma espuma de um colchão, ou mesmo na corrente sanguínea, que é o caso de mergulhadores após voltar de suas atividades subaquáticas ou astronautas que experienciam rápidas variações de pressão. Nesses casos a presença de bolhas é danosa e podem levar à chamada doença descompressiva. A teoria LSW (Lifshitz-Slyozov-Wagner) é uma das mais bem sucedidas na descrição da evolução temporal de sistemas de bolhas, apresentando algumas predições para o expoente da lei de potência do raio médio das bolhas e a forma da distribuição final dos raios das mesmas. O objetivo principal desse trabalho foi estudar a evolução de bolhas em um meio fluido por simulações por computador. Analisou-se a influência da fração volumétrica inicial (Φ0) do sistema e a distribuição inicial dos raios das bolhas no crescimento do raio médio e no número de bolhas. As simulações foram feitas usando o modelo de Epstein-Plesset em uma aproximação de campo médio. Simulações foram realizadas com sistemas de 10^5 a 10^7 bolhas. Para valores abaixo de um valor limite da fração volumétrica (< 10^-4) o raio médio apresenta três diferentes regimes de crescimento distintos: um inicial onde <R> cresce seguindo a solução de Epstein-Plesset de uma única bolha, um platô onde o raio médio mantém-se aproximadamente constante no tempo, e uma terceira onde passa a crescer por uma lei de potência no tempo como previsto pela teoria LSW, porém com um expoente menor que o previsto pela teoria. A distribuição utilizada durante todas as simulações foi a q-Weibull, que melhor se ajustou com as distribuições de bolhas de ar em glicerina obtidas experimentalmente pelo nosso grupo de pesquisa. Num segundo momento estudamos a influência da distribuição inicial ao variarmos apenas o parâmetro de assimetria da distribuição. Os resultados mostraram que a o expoente da lei de potência do raio médio no regime de crescimento para tempos longos varia inversamente com o parâmetro q da distribuição q-Weibull. Os resultados mostram que há o aparecimento de um regime intermediário onde o raio médio evolui por uma lei de potência no tempo, porém com o expoente menor que o previsto teoricamente (= 1/3). A faixa do regime intermediário, bem como o valor do expoente da lei de potência são maiores e mais evidentes para distribuições com assimetria positiva, e progressivamente menos evidentes para simetrias cada vez mais negativas. |
| Palavras-chave | bolhas de gás, amadurecimento de Ostwald, teoria LSW |
| Forma de apresentação..... | Oral |