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Tipo: TCC
Título: Estudo da difusão de partículas sob influência de um campo laplaciano
Autor(es): Feitosa, Ana Thais de Vasconcelos
Orientador: Oliveira, Cláudio Lucas Nunes de
Palavras-chave: Random walk;Difusão;Laplacian random walk;Cadeias poliméricas
Data do documento: 2022
Citação: FEITOSA, Ana Thais de Vasconcelos. Estudo da difusão de partículas sob influência de um campo laplaciano. 2022. 48 f. Monografia (Graduação em Física Bacharelado) – Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022.
Resumo: Neste trabalho, nós estudamos o modelo de Random Walk tradicional e algumas de suas variações, realizando diversas simulações computacionais em duas e três dimensões. Nós calculamos o deslocamento quadrático médio a fim de analisar a dispersão das partículas, ou seja, o quanto elas se afastam da origem, e observamos sua característica linear ou não-linear com o tempo, e como esse comportamento depende das restrições adotadas no movimento das partículas. Aplicamos uma variação no modelo de Random Walk tradicional introduzindo a condição de que a partícula não pode ocupar uma região do espaço já ocupado por ela anteriormente, formando, assim, um Self-Avoiding Walk. E, com o intuito de obter um Self-Avoiding Walk sem “trapping” nas suas configurações estruturais, utilizamos um modelo, chamado Laplacian Random Walk, em que o movimento aleatório das partículas é acoplado a um campo laplaciano. A probabilidade de direção de movimento depende da solução da Equação de Laplace, fazendo com que a partícula reconheça possíveis armadilhas com antecedência, podendo, assim, evitá-las. Observamos que as partículas executando um Self-Avoiding Walk ou um Laplacian Random Walk se comportam de maneira superlinear e analisamos como isso afeta o deslocamento quadrático médio, o coeficiente de difusão e a dimensão fractal do sistema.
Abstract: In this work, we study the traditional Random Walk model and some of its variations, performing several computer simulations in two and three dimensions. We calculate the mean squared displacement in order to analyze the dispersion of the particles, namely, how much they move away from the origin, and observe their linear or non-linear characteristic with time, and how such behavior depends on the restrictions adopted in the movement of the particles. We apply a variation on the traditional Random Walk model introducing the condition that the particle cannot occupy a region in the space already occupied by it, thus forming a Self-AvoidingWalk. And, in order to obtain a Self-Avoiding Walk without trapping in its structural configurations, we use the so-called model Laplacian Random Walk. Where the random movement of the particles is coupled to a Laplacian field. The probability of direction of motion depend on the solution of the Laplace Equation, causing the particle to recognize possible trappings in advance, thus being able to avoid them. We observe that particles performing a Self-Avoiding Walk or a Laplacian Random Walk behave in a superlinear way and we analyze how this affects the mean squared displacement, the diffusion coefficient and the fractal dimension of the system.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/64243
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