Estudo da estrutura porosa de empacotamento compacto aleatório de esferas rígidas.

Bibliographic Details
Main Author: Santana, David Wilson Oliveira
Publication Date: 2017
Format: Master thesis
Language: por
Source: Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
Download full: http://repositorio.ufes.br/handle/10/7370
Summary: Around the 16th century, the study of the close packing of bodies had the simple function of optimizing physical space. The pioneer studies obtained great results at packing of bodies with simple geometries, provided the use of this study to model the nascent atomic structure. The studies were advanced to the point of being used to model complex structures, such as cell clusters and porous heterogeneous materials, being this last focus of this work. For this objective, we constructed random close packing of spheres hard frictionless, generated by computational algorithms commonly reported in the literature. Our studies characterized from a statistical point of view the porous medium formed by the empty regions of the random packing the spheres. Its statistical descriptors, the two-point statistical autocorrelation function ??2(??) and pore-size distribution were calculated and analyzed. Particular emphasis was given to the calculation of the entropy of the pore-size distribution and its interpretation in terms of the proximity of the system to the maximum density limit. Finally, we performed the reconstruction of the autocorrelation function calculated the natural rock the Lagoa-Salgada formation, based on statistical measurements performed on a random close packing of interpenetrable spheres. This last point is relevant in that the study showed that it is possible to reconstruct, even partially, the porous structure the natural porous material. In general, the results found in this work reproduced results presented in the literature about the morphological characterization of heterogenous media, as well as providing new ideas about the possibility of using statistical tools to reproduce the porous morphology observed in natural rocks.
id UFES_ba325d7dfba6c8492dea823c24e2e82b
oai_identifier_str oai:repositorio.ufes.br:10/7370
network_acronym_str UFES
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository_id_str 2108
spelling Estudo da estrutura porosa de empacotamento compacto aleatório de esferas rígidas.ReconstructionRandom close packingHeterogeneous materialsComputational algorithmsAutocorrelation function.Empacotamento compacto aleatórioAlgoritmos computacionaisMateriais heterogêneos aleatóriosFunção de autocorrelaçãoReconstruçãoFísicaAround the 16th century, the study of the close packing of bodies had the simple function of optimizing physical space. The pioneer studies obtained great results at packing of bodies with simple geometries, provided the use of this study to model the nascent atomic structure. The studies were advanced to the point of being used to model complex structures, such as cell clusters and porous heterogeneous materials, being this last focus of this work. For this objective, we constructed random close packing of spheres hard frictionless, generated by computational algorithms commonly reported in the literature. Our studies characterized from a statistical point of view the porous medium formed by the empty regions of the random packing the spheres. Its statistical descriptors, the two-point statistical autocorrelation function ??2(??) and pore-size distribution were calculated and analyzed. Particular emphasis was given to the calculation of the entropy of the pore-size distribution and its interpretation in terms of the proximity of the system to the maximum density limit. Finally, we performed the reconstruction of the autocorrelation function calculated the natural rock the Lagoa-Salgada formation, based on statistical measurements performed on a random close packing of interpenetrable spheres. This last point is relevant in that the study showed that it is possible to reconstruct, even partially, the porous structure the natural porous material. In general, the results found in this work reproduced results presented in the literature about the morphological characterization of heterogenous media, as well as providing new ideas about the possibility of using statistical tools to reproduce the porous morphology observed in natural rocks.Por volta do século XVI, os estudos dos empacotamentos compactos aleatórios de corpos rígidos tinham a simples função de otimização de espaço físico. Os estudos pioneiros obtiveram grandes resultados em empacotamentos de corpos com geometrias simples, proporcionado a utilização destes estudos para modelar a nascente estrutura atômica. Os estudos foram avançando até o ponto de serem utilizados para modelar estruturas complexas, como aglomerados de células e materiais heterogêneos porosos, sendo este último foco deste trabalho. Para esse objetivo, construímos empacotamentos compactos aleatórios de discos e esferas rígidas, gerados por algoritmos computacionais comumente reportados na literatura. Nossos estudos caracterizam do ponto de vista estatístico o meio poroso, formado pelas regiões vazias do empacotamento compacto aleatório de esferas. Seus descritores estatísticos, a função de autocorrelação estatística de dois-pontos 2() e distribuição de tamanho de poro foram calculados e analisados. Particular ênfase foi dada ao cálculo da entropia da distribuição de tamanho de poro e a sua interpretação em termos da proximidade do sistema ao limite de máxima densidade. Por último, fizemos a reconstrução da função de autocorrelação calculada na rocha natural da formação sedimentar Lagoa-Salgada a partir de medidas estatísticas realizadas sobre um empacotamento compacto aleatório de esferas interpenetráveis. Este último ponto estudado é relevante no sentido que os resultados mostraram que é possível reconstruir, mesmo que parcialmente, a estrutura porosa de um material poroso natural. De forma geral, os resultados encontrados neste trabalho reproduziram resultados abordados na literatura sobre a caraterização morfológica de meios heterogêneos, além de fornecer novas ideias acerca da possibilidade de utilizar ferramentas estatísticas visando reproduzir a morfologia porosa observada em rochas naturais.Universidade Federal do Espírito SantoBRMestrado em FísicaCentro de Ciências ExatasUFESPrograma de Pós-Graduação em FísicaAlfonso, Jorge Luis GonzalezCorreia, Maury DuarteFreitas, Jair Carlos Checon deScopel, Wanderlã LuisSantana, David Wilson Oliveira2018-08-01T21:59:24Z2018-08-012018-08-01T21:59:24Z2017-09-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisTextapplication/pdfSANTANA, D. W. O. Estudo da estrutura porosa de empacotamento compacto aleatório de esferas rígidas. 2017. 110 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal do Espírito Santo,Vitória, 2017 .http://repositorio.ufes.br/handle/10/7370porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)instacron:UFES2024-06-28T18:06:27Zoai:repositorio.ufes.br:10/7370Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufes.br/oai/requestriufes@ufes.bropendoar:21082024-06-28T18:06:27Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)false
dc.title.none.fl_str_mv Estudo da estrutura porosa de empacotamento compacto aleatório de esferas rígidas.
title Estudo da estrutura porosa de empacotamento compacto aleatório de esferas rígidas.
spellingShingle Estudo da estrutura porosa de empacotamento compacto aleatório de esferas rígidas.
Santana, David Wilson Oliveira
Reconstruction
Random close packing
Heterogeneous materials
Computational algorithms
Autocorrelation function.
Empacotamento compacto aleatório
Algoritmos computacionais
Materiais heterogêneos aleatórios
Função de autocorrelação
Reconstrução
Física
title_short Estudo da estrutura porosa de empacotamento compacto aleatório de esferas rígidas.
title_full Estudo da estrutura porosa de empacotamento compacto aleatório de esferas rígidas.
title_fullStr Estudo da estrutura porosa de empacotamento compacto aleatório de esferas rígidas.
title_full_unstemmed Estudo da estrutura porosa de empacotamento compacto aleatório de esferas rígidas.
title_sort Estudo da estrutura porosa de empacotamento compacto aleatório de esferas rígidas.
author Santana, David Wilson Oliveira
author_facet Santana, David Wilson Oliveira
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Alfonso, Jorge Luis Gonzalez
Correia, Maury Duarte
Freitas, Jair Carlos Checon de
Scopel, Wanderlã Luis
dc.contributor.author.fl_str_mv Santana, David Wilson Oliveira
dc.subject.por.fl_str_mv Reconstruction
Random close packing
Heterogeneous materials
Computational algorithms
Autocorrelation function.
Empacotamento compacto aleatório
Algoritmos computacionais
Materiais heterogêneos aleatórios
Função de autocorrelação
Reconstrução
Física
topic Reconstruction
Random close packing
Heterogeneous materials
Computational algorithms
Autocorrelation function.
Empacotamento compacto aleatório
Algoritmos computacionais
Materiais heterogêneos aleatórios
Função de autocorrelação
Reconstrução
Física
description Around the 16th century, the study of the close packing of bodies had the simple function of optimizing physical space. The pioneer studies obtained great results at packing of bodies with simple geometries, provided the use of this study to model the nascent atomic structure. The studies were advanced to the point of being used to model complex structures, such as cell clusters and porous heterogeneous materials, being this last focus of this work. For this objective, we constructed random close packing of spheres hard frictionless, generated by computational algorithms commonly reported in the literature. Our studies characterized from a statistical point of view the porous medium formed by the empty regions of the random packing the spheres. Its statistical descriptors, the two-point statistical autocorrelation function ??2(??) and pore-size distribution were calculated and analyzed. Particular emphasis was given to the calculation of the entropy of the pore-size distribution and its interpretation in terms of the proximity of the system to the maximum density limit. Finally, we performed the reconstruction of the autocorrelation function calculated the natural rock the Lagoa-Salgada formation, based on statistical measurements performed on a random close packing of interpenetrable spheres. This last point is relevant in that the study showed that it is possible to reconstruct, even partially, the porous structure the natural porous material. In general, the results found in this work reproduced results presented in the literature about the morphological characterization of heterogenous media, as well as providing new ideas about the possibility of using statistical tools to reproduce the porous morphology observed in natural rocks.
publishDate 2017
dc.date.none.fl_str_mv 2017-09-29
2018-08-01T21:59:24Z
2018-08-01
2018-08-01T21:59:24Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv SANTANA, D. W. O. Estudo da estrutura porosa de empacotamento compacto aleatório de esferas rígidas. 2017. 110 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal do Espírito Santo,Vitória, 2017 .
http://repositorio.ufes.br/handle/10/7370
identifier_str_mv SANTANA, D. W. O. Estudo da estrutura porosa de empacotamento compacto aleatório de esferas rígidas. 2017. 110 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Universidade Federal do Espírito Santo,Vitória, 2017 .
url http://repositorio.ufes.br/handle/10/7370
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv Text
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
BR
Mestrado em Física
Centro de Ciências Exatas
UFES
Programa de Pós-Graduação em Física
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Espírito Santo
BR
Mestrado em Física
Centro de Ciências Exatas
UFES
Programa de Pós-Graduação em Física
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
instname:Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron:UFES
instname_str Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
instacron_str UFES
institution UFES
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes)
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Espírito Santo (riUfes) - Universidade Federal do Espírito Santo (UFES)
repository.mail.fl_str_mv riufes@ufes.br
_version_ 1834478834082119680