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Solução de problemas de fenômenos de transporte pelo método de Monte Carlo
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/7839
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Cumin, Liliana Madalena Gramani, 1964-2020 | - |
| Autor(es): dc.contributor | Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia | - |
| Autor(es): dc.creator | Kaviski, Eloy | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2025-09-01T10:50:26Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2025-09-01T10:50:26Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-12-10 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2024-12-10 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2006 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | https://hdl.handle.net/1884/7839 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/1884/7839 | - |
| Descrição: dc.description | Orientadora: Liliana Madalena Gramani Cumin | - |
| Descrição: dc.description | Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas e Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa: Curitiba, 2006 | - |
| Descrição: dc.description | Inclui bibliografia | - |
| Descrição: dc.description | Área de concentração: Programação matemática | - |
| Descrição: dc.description | Resumo: As propriedades de transporte em gases moleculares poliatômicos podem ser influenciadas por campos magnéticos externos. O propósito desta tese consiste em produzir uma base teórica para a formulação de métodos de Monte Carlo empregados na simulação de processos físicos que governam o efeito termomagnético em gases poliatômicos. O transporte de massa de gases poliatômicos através de um canal retangular no regime de Knudsen e na presença de campos magnéticos externos é calculado por meio de simulação Monte Carlo. A versão do efeito Senftleben-Beenakker no movimento de moléculas livres permite investigar a contribuição no espalhamento em superfícies. Um modelo matemático com quatro parâmetros é proposto com o objetivo de representar os aspectos dinâmicos da interação entre moléculas e superfícies sólidas, e reproduzir as mudanças que ocorrem na quantidade de movimento tangencial molecular, quando aplicado para simular gases poliatômicos. Para viabilizar computacionalmente as simulações (com o objetivo de reduzir o tamanho das simulações), o método de Monte Carlo faz uso de uma variedade de técnicas amostrais: variáveis correlacionadas, importância amostral, amostragem do hipercubo Latino e modelos de evolução temporal. Os quatro parâmetros do modelo são determinados por um esquema de otimização fundamentado no método de Monte Carlo e em resultados experimentais (obtidos da literatura) para a razão entre fluxos de massa para os gases nitrogênio, monóxido de carbono e metano, através de um canal retangular com superfícies revestidas de ouro, e na presença de campos magnéticos externos. Os valores otimizados dos parâmetros são usados para a determinação do fluxo de calor entre duas placas paralelas revestidas com ouro, para os gases nitrogênio e monóxido de carbono, no regime de Knudsen, como função do campo magnético (efeito termomagnético). O efeito termomagnético ocorre devido a interação das moléculas com as superfícies e devido a precessão das moléculas no campo magnético. Obteve-se um bom ajuste entre as curvas estimadas e os dados experimentais. Num gás de moléculas poliatômicas distribuídas entre dois cilindros coaxiais, a combinação do campo magnético aplicado na direção do eixo e de uma diferença de temperatura entre os dois cilindros causa o aparecimento de um torque no cilindro interno (efeito Scott). Este experimento foi investigado para o gás nitrogênio usando-se o método de simulação direta de Monte Carlo. Os resultados obtidos mostraram-se adequados com dados experimentais. | - |
| Descrição: dc.description | Abstract: Transport properties in molecular polyatomic gases can be influenced by an external magnetic field. The purpose of this study is to provide the theoretical background and describe Monte Carlo simulation methods for modeling physical processes governing thermomagnetic effect in a polyatomic gas. The transport of mass of polyatomic gases through a rectangular channel in the Knudsen regime and in the presence of external magnetic fields is calculated by means of a Monte Carlo algorithm. The free-molecular version of the Senftleben-Beenakker effect offer the possibility of assessing even small contributions to surface scattering. A four-parameter mathematical model is proposed which takes into account the dynamical aspects of the molecule-surface interactions and the influence of external magnetic fields on the angular momentum of the polyatomic molecules. To make the simulation computationally feasible (because of the size of the simulation), the Monte Carlo algorithm makes use a variety of sampling methods: correlated sampling, importance sampling, Latin hypercube sampling and scaling law. The four parameters are determined by an optimized method based on the Monte Carlo algorithm and on experimental results for the mass flux rate of gases nitrogen, carbon monoxide and methane, in the presence of external magnetic fields through a rectangular channel with surfaces coated with gold. The optimized values of the parameters are used to determine the behavior of the heat flow between two surfaces coated with gold, for the gases nitrogen and carbon monoxide, in the Knudsen regime, as a function of the applied magnetic field (thermomagnetic effect). The thermomagnetic effect arises due to the nonspherical interaction of molecules with the surface and due to the precession of molecules in the magnetic field. There is a good fitting of the curves when compared with the experimental data. In a gas of polyatomic molecules between two coaxial cylinders, the combination of a magnetic field in the direction of the axis and a temperature difference between the two cylinders gives rise to a torque on the inner cylinder which is hanging on a torsion wire (Scott effect). This experiment was investigated for the gas nitrogen using the direct simulation Monte Carlo method. The results show be agreement with experiments. | - |
| Formato: dc.format | xviii, 330f. : il., grafs., tabs. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Relação: dc.relation | Disponível em formato digital | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Análise multivariada | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Monte Carlo, Método de | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Teoria do transporte | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Análise numérica | - |
| Título: dc.title | Solução de problemas de fenômenos de transporte pelo método de Monte Carlo | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositório Institucional - Rede Paraná Acervo | |
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