Ferramenta computacional para a definição e geração de estruturas cristalinas

• Main Author: Ferreira, Roberto de Carvalho
• Publication Date: 2012
• Format: Master thesis
• Language: por
• Source: Repositório Institucional da UFJF
• Download full: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/1796
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA; Estruturas Cristalinas; Objetos Implícitos; Computação Geométrica; Compiladores; Simuladores; Crystal Structures; Implicit Objects; Geometric Computing; Compilers; Simulators

A evolução dos computadores, mais especificamente no que diz respeito ao aumento de sua capacidade de armazenamento e de processamento de dados, possibilitou a construção de ferramentas computacionais destinadas à simulação de fenômenos físicos e químicos. Com isso, a realização de experimentos práticos vem, em alguns casos, sendo substituída pela utilização de experimentos computacionais, que simulam o comportamento de inúmeros elementos que compõem o experimento original. Neste contexto, podemos destacar os modelos utilizados para a simulação de fenômenos em escala atômica. A construção desses simuladores requer, por parte dos desenvolvedores, um amplo estudo e definição de modelos precisos e confiáveis. Tal complexidade se reflete, muitas vezes, em simuladores complexos, destinados a simulação de um grupo restrito de estruturas, expressos de maneira fixa, utilizando algumas formas geométricas padrões. Este trabalho propõe uma ferramenta computacional para a geração de um conjunto de estruturas cristalinas. Este conjunto é caracterizado pela organização espacial regular dos átomos que a compõe. A ferramenta é composta por a) uma linguagem de programação, que rege a criação das estruturas através da definição de um sistema cristalino e a construção de objetos a partir de funções características e operadores CSG (Construtive Solid Geometry), e b) um compilador/interpretador que analisa um código fonte escrito na linguagem, e gera a partir deste o objeto correspondente. A ferramenta oferece aos desenvolvedores um mecanismo simples que possibilita a geração de um número irrestrito de estruturas. Sua aplicabilidade é demonstrada através da incorporação de uma estrutura, gerada a partir de um código fonte, ao simulador Monte Carlo Spins Engine, criado pelo Grupo de Computação Gráfica da Universidade Federal de Juiz de Fora.