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

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dc.contributor.advisor1Alfonso, Jorge Luis Gonzalez
dc.contributor.authorSantana, David Wilson Oliveira
dc.contributor.referee1Correia, Maury Duarte
dc.contributor.referee2Freitas, Jair Carlos Checon de
dc.contributor.referee3Scopel, Wanderlã Luis
dc.date.accessioned2018-08-01T21:59:24Z
dc.date.available2018-08-01
dc.date.available2018-08-01T21:59:24Z
dc.date.issued2017-09-29
dc.description.abstractAround 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.
dc.description.resumoPor 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 𝑆2(𝑟) 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.
dc.formatText
dc.identifier.citationSANTANA, 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 .
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/7370
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseMestrado em Física
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Exatas
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Física
dc.rightsopen access
dc.subjectReconstructioneng
dc.subjectRandom close packingeng
dc.subjectHeterogeneous materialseng
dc.subjectComputational algorithmseng
dc.subjectAutocorrelation function.eng
dc.subjectEmpacotamento compacto aleatóriopor
dc.subjectAlgoritmos computacionaispor
dc.subjectMateriais heterogêneos aleatóriospor
dc.subjectFunção de autocorrelaçãopor
dc.subjectReconstruçãopor
dc.subject.cnpqFísica
dc.titleEstudo da estrutura porosa de empacotamento compacto aleatório de esferas rígidas.
dc.typemasterThesis
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