Bioeconomia: Diversidade e Riqueza para o Desenvolvimento Sustentável
21 a 25 de outubro de 2019
Trabalho 12333
| 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 | O mecanismo de Ostwald em bolhas de gás em um fluido: aspectos teóricos e computacionais |
| Resumo | Na realização de atividades físicas o corpo humano está sujeito às condições que o ambiente lhe impõe. Por vezes é comum que as condições ambientais alterem a fisiologia humana. No dia a dia não lidamos com grandes variações de pressão sobre nossos corpos, mas em atividades como o mergulho, as variações são consideráveis e podem ter consequências, como o que é conhecido em medicina como doença descompressiva, onde as bolhas de gás (nitrogênio ou hélio) impedem o fluxo sanguíneo e causam danos aos tecidos e órgãos, podendo levar ao óbito nos casos mais graves. No projeto estudamos, a partir de simulações computacionais, o comportamento de sistemas de muitas bolhas de gás que interagem apenas com um meio líquido, de forma que seu raio pode variar de acordo com a concentração de gás presente no meio. A evolução do raio é regida a partir de uma EDO (equação diferencial ordinária) desenvolvida por Epstein e Plesset. Atualmente o modelo mais aceito para um sistema de bolhas é o LSW (Lifshitz-Slyozov-Wagner) que prediz uma distribuição de raios, para tempos muito grandes, que leva o mesmo nome do modelo e uma taxa de crescimento exponencial do raio médio com expoente igual a 1/3. O objetivo desta parte do projeto é estudar a evolução de sistemas de muitas bolhas de gás dispersas em um meio líquido com diferentes condições de fração volumétrica inicial e também com diferentes distribuições de tamanhos iniciais. As simulações foram feitas nos computadores que compõe o GISC (Grupo de Investigação de Sistemas Complexos) do Departamento de Física. Para a resolução da EDO necessária à simulação utilizou-se o método de Euler de 2ª ordem que provêm resultados numéricos precisos com baixo custo computacional. Os resultados obtidos em relação à fração volumétrica são relativos a três diferentes regimes de crescimento do raio médio: um regime onde as bolhas crescem individualmente via Epstein-Plesset com o expoente do raio médio igual a 1/2, um regime de transição onde o expoente do raio médio diminui e um regime onde o sistema parece crescer com a taxa próxima ao esperado no modelo LSW. O foco maior foi no regime transiente. Foram estudados quais as relações da duração e o raio médio de ocorrência deste regime em função da fração volumétrica inicial. O que encontramos foram relações de lei de potência das grandezas anteriormente mencionadas, para ambas o comportamento é de decrescimento a medida que aumenta-se a fração volumétrica. Outro aspecto que também foi observado é a alta sensibilidade destas leis de potência encontradas em relação à distribuição inicial de tamanhos. |
| Palavras-chave | bolhas, física computacional, simulação |
| Forma de apresentação..... | Oral |