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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/13862| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Transporte em um sistema binário de partículas autopropelidas |
| Autor(es): | Oliveira, Jessé Pereira de |
| Orientador: | Ferreira, Wandemberg Paiva |
| Palavras-chave: | Fluidos complexos;Matéria ativa;Simulação computacional;Complex fluids;Active matter;Computational simulation |
| Data do documento: | 2015 |
| Citação: | OLIVEIRA, J. P. Transporte em um sistema binário de partículas autopropelidas. 2015. 55 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. |
| Resumo: | Originalmente introduzidas por T. Vicksek et al. [Phys. Rev. Lett. 75, 1226 (1995)], partículas auto-propelidas (PAP) possuem uma velocidade intrínseca constante que sofre variações em sua direção como resultados de perturbações externas (outras partículas ou meio) e são usadas para modelar sistemas que apresentam efeitos de aglomeração. O conceito de PAP é aplicado para descrever e entender efeitos dinâmicos de aglomeraçao em sistemas naturais, tais como microorganismos vivos (bactérias, vírus, etc) e colônias de indivíduos de que se movem em bandos (peixes, ovelhas, abelhas, etc) ou, produzidos artificialmente, como sistemas coloidais especialmente preparadas em laboratório. O estudo de PAP tem sua relevância em diversas áreas do conhecimento, tais como engenharia de materiais, medicina e ciências da natureza (física, química e biologia). Na maioria dos casos, o movimento coletivo tem um comportamento bastante diferenciado dos movimentos individuais dos componentes de um dado sistema. Assim, o movimento de um certo indivíduo é influenciado pela presença dos outros constituintes do sistema, alterando o seu comportamento geral, como consequência da interação direta entre eles. Desta forma, vemos a importância da investigação e entendimento do comportamento coletivo das PAP. Nesta dissertação, estudamos um sistema bidimensional binário de PAP na presença de obstáculos rígidos com geometria anisotrópica (semi-círculos) distribuídos na forma de uma rede quadrada. Além das interações partícula-partícula e partícula-obstáculo, o movimento individual de cada PAP sofre influência de um ruído branco. O objetivo é caracterizar o transporte de PAP através do substrato bidimensional na ausência de uma força externa propulsora. Apresentamos um estudo sistemático do movimento coletivo das PAP em função das velocidades das partículas, da intensidade do ruído que define o movimento estocástico das PAP, do tamanho dos obstáculos, da densidade de PAP e da separação entre os obstáculos. Devido a anisotropia dos obstáculos, surge um movimento coletivo espontâneo e ordenado na direção normal à superfície plana dos obstáculos, caracterizado por uma velocidade média não-nula para cada tipo de PAP na ausência de força externa e que é influenciado pelos parâmetros do sistema. |
| Abstract: | Originally introduced by T. Vicksek et al. [Phys. Rev. Lett. 75, 1226 (1995)], Self Propelled Particles (SPP) have an intrinsic constant speed which suffer variations ins its direction as results of external perturbations (another particles or system) and are used to model systems that shows agglomeration effects. The concept of SPP is applied to describe and understand dynamic effects of agglomeration in natural systems, such as living micro-organisms (bacteria, virus, etc.) and colonies of individuals which move in flocks (fishes, sheep, bees) or, artificially produced, as colloidal systems especially prepared in laboratory. The study of SPP has its relevance in several areas of knowledge, such as material engineering, medicine and sciences of nature (physics, chemistry and biology). In most of cases, the collective motion has an well-differentiated behaviour of the individual motion of the components of a given system. So, the movement of a certain individual is affected by the presence of the other elements of the system, changing its general behaviour, as direct consequences of the direct interaction between them. In this way, we see the importance of investigation and understanding of collective motion of the SPP. Especially in this dissertation, we study a binary two-dimensional system of SPP subject to the presence of rigid obstacles with anisotropic geometry (semi-circles) distributed neatly in form of a square web. Beyond the particle-particle and particleobstacle interaction, the individual movement of each SPP suffers influence of an white noise. The objective is characterize the transport of SPP trough the two-dimensional substratum in absence of an propeller external force. We present and systematic study of collective motion of SPP in function of the speed of the particles, of the noise intensity which defines the stochastic movement of SPP, of the size of the obstacles, of the SPP density e the separation between the obstacles. Due the anisotropy of the obstacles, arise an spontaneous and ordered collective motion in normal direction of the plane surface of the obstacles, characterized by an non-null mean speed for each type of SPP in absence of an external force which in affected by the system parameters. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/13862 |
| Aparece nas coleções: | DFI - Dissertações defendidas na UFC |
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