Aplicação de autômato celular para fluidos

• Ano de defesa: 2009
• Autor(a) principal: Silva, Andréa Baima do Lago
• Outros Autores: http://lattes.cnpq.br/9253791977334061
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Amazonas; Instituto de Ciências Exatas; Brasil; UFAM; Programa de Pós-graduação em Física
• Palavras-chave em Português: Autômato celular; Escoamento de fluído; CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA: FÍSICA
• Link de acesso: http://tede.ufam.edu.br/handle/tede/4355

A Amazônia guarda 70% de toda a água doce do Brasil [1], contudo, a presença do homem faz com que ocorra poluição em nossos rios e, atualmente, vem aumentando o interesse do mundo na preservação da natureza. Fatos como estes fizeram com que os cientistas criassem técnicas de modelagem computacional capazes de prever impactos do homem na natureza, porém não é facil modelar, por exemplo, o fluxo de rios com as dimensões de um rio da Amazônia. Faz-se necessário na Amazônia, pesquisadores envolvidos em dar respostas, em caso de impactos ambientais que possam vir a destruir este patrimonio mundial. Para descrever o escoamento de um rio, é necessário resolver as equações que descrevem o movimento de líquidos e gases, as Equações de Navier-Stokes associadas a Equação da Continuidade, que são equações diferenciais parciais não-lineares. Os modelos de autômatos celulares permitem a simulação de sistemas complexos, e sua aplicação em fluidos é conhecida como "modelo de gás de rede" (lattice gas automata), técnica computacionalqueseráutilizadanestetrabalhoparamodelaroescoamentodeumfluido através de barreiras. O modelo de gás de rede é uma abstração, em escala microscópica, de um fluido. Ele basea-senaidéiadeque,asleisfísicasfundamentaisdeconservaçãoesimetriasassociadas aos fluidos em nível microscópico forem reproduzidas, pode-se modelar, corretamente, o comportamentodosmesmosemnívelmacroscópico. Nestemodelo, aspartículasocupam uma rede, possuemvelocidadesdiscretas e evoluemsegundo regras pré-estabelecidas que devemobedecerasleisfísicas;nestetrabalhoaredeébidimensionaldecélulashexagonais, pois são elas que melhor descrevem o comportamento dos fluidos. Neste trabalho simulamos o escoamento bidimensional de um fluido, num trajeto em forma de"L", semoucombarreira, imitando a forma dos riosdaRegião Norte do Brasil (ver Fig.0.1), com o objetivo de termos uma maneira de prever o comportamento dos mesmos emsituações de impactos ambientais. Omodelo proposto aqui é simples, porém levou a bons resultados do comportamento do fluido e que se melhorados podem ser de muita utilidade para o estudo de escoamento de rios. Não encontramos na literatura nenhum trabalho com um duto tendo a forma de "L", para compararmos com nossos resultados. Foi apresentado, apenas, um estudo dos fenômenos de fluidos esperado para esta forma de duto.