Simulação computacional de transformações simultâneas nos vértices e nas faces dos grãos de uma tesselação de Poisson-Voronoi

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorRios, Paulo Rangel-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/2150558011507981-
Autor(es): dc.contributorAssis, Weslley Luiz da Silva-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8444210181194986-
Autor(es): dc.contributorAlves, Celso Luiz Moraes-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/8201803720073001-
Autor(es): dc.contributorPereira, Bruno Amaral-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/1444495340290407-
Autor(es): dc.contributorhttp://lattes.cnpq.br/9943223769302669-
Autor(es): dc.creatorSantos, Daniel Gomes de Souza dos-
Data de aceite: dc.date.accessioned2024-07-11T18:20:32Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2024-07-11T18:20:32Z-
Data de envio: dc.date.issued2023-05-16-
Data de envio: dc.date.issued2023-05-16-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://app.uff.br/riuff/handle/1/28855-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/768641-
Descrição: dc.descriptionAs transformações de fase no estado sólido desempenham um papel essencial em Metalurgia e Materiais. A compreensão deste conceito permite o desenvolvimento de novos materiais e o aperfeiçoamento dos materiais existentes. A maioria das transformações no estado sólido se dá em duas etapas: a nucleação e o crescimento. A nucleação em um material policristalino pode iniciar em sítios aleatoriamente distribuídos no espaço, mas ocorre preferencialmente, em 3D, nas faces, arestas e vértices do policristal. A nucleação das transformações nestes locais é competitiva e pode ocorrer simultaneamente em todos os sítios. Muitos estudos de transformações de fase por nucleação e crescimento consideram a formação de apenas uma fase, entretanto, duas ou mais transformações podem ocorrer simultaneamente ou sequencialmente, casos que são geralmente observados nos materiais. Em 2011, Rios e Villa desenvolveram um método analítico para modelar situações em que mais de uma transformação ocorre simultaneamente ou sequencialmente. O modelamento computacional permite variar grandezas difíceis de serem controladas experimentalmente. Neste trabalho, foram realizadas simulações computacionais de transformações simultâneas, em 3D, nucleadas nos vértices e faces de um policristal, bem como em sítios aleatórios no espaço distribuídos segundo um processo de ponto de Poisson. A representação do policristal é feita por uma tesselação de Poisson­Voronoi gerada através do método do Cone Causal. As transformações simuladas também tiveram seu crescimento modelado pelo método do cone causal. Os resultados obtidos apresentaram boa concordância com os modelos analíticos existentes para as condições consideradas. Corroborando com trabalhos anteriores, o modelo da cinética formal apresentou excelente concordância com as simulações nucleadas em sítios aleatórios da matriz. Foi observado que as reações nucleadas nas faces de uma tesselação de Poisson­Voronoi podem ser descritas satisfatoriamente pela equação de Cahn. As reações nucleadas nos vértices da tesselação de Poisson­Voronoi necessitaram ser ajustadas matematicamente, pois não apresentaram boa concordância com os modelos analíticos existentes. O princípio da superposição, utilizado por Rios e Villa, apresentou robustez no modelamento da transformação total das reações simultâneas para os casos de nucleação em sítios aleatórios e faces e de nucleação em vértices e faces. Em todos os casos simulados, a análise da contiguidade demonstrou grande relevância na interpretação dos resultados de cinética das reações.-
Descrição: dc.descriptionCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior-
Descrição: dc.descriptionSolid­state phase transformations play an essential role in Metallurgy and Materials. Understanding this concept allows the development of new materials and the improvement of existing materials. Most solid­state transformations occur in two stages: nucleation and growth. Nucleation in a polycrystalline material can start at sites randomly distributed in space, but it occurs favorably, in 3D, on the faces, edges and vertices of the polycrystal. The nucleation of transformations at these sites is competitive and can occur simultaneously at all sites. Many studies of phase transformations by nucleation and growth consider the formation of only one phase, however, two or more transformations can occur simultaneously or sequentially, cases that are generally observed in materials. In 2011, Rios and Villa developed an analytical method to model situations in which more than one transformation occurs simultaneously or sequentially. Computational modeling makes it possible to vary quantities that are difficult to control experimentally. In this work, computer simulations of simultaneous 3D transformations were performed, nucleated at the vertices, and faces of a polycrystal, as well as at random sites in space distributed according to a Poisson point process. The representation of the polycrystal is made by a Poisson­Voronoi tessellation generated through the Causal Cone method. The simulated transformations also had their growth modeled by the causal cone method. The results obtained showed good agreement with the existing analytical models for the conditions considered. Corroborating with previous works, the formal kinetics model showed excellent agreement with simulations nucleated at random sites in the matrix. It was observed that the nucleated reactions on the faces of a Poisson­Voronoi tessellation can be described satisfactorily by the Cahn equation. The nucleated reactions at the vertices of Poisson­Voronoi tessellation needed to be mathematically adjusted, as they did not show good agreement with the existing analytical models. The superposition principle, used by Rios and Villa, showed strength in the modeling of the total transformation of the simultaneous reactions for the cases of nucleation in random sites and faces and of nucleation in vertices and faces. In all simulated cases, the contiguity analysis showed great relevance in the interpretation of reaction kinetics results.-
Descrição: dc.description123 p.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Direitos: dc.rightsOpen Access-
Direitos: dc.rightsCC-BY-SA-
Palavras-chave: dc.subjectTransformações de fase-
Palavras-chave: dc.subjectPoisson­-Voronoi-
Palavras-chave: dc.subjectReações simultâneas-
Palavras-chave: dc.subjectInterfaces-
Palavras-chave: dc.subjectTesselação de Poisson­-Voronoi-
Palavras-chave: dc.subjectCinética-
Palavras-chave: dc.subjectEngenharia Metalúrgica-
Palavras-chave: dc.subjectProdução intelectual-
Palavras-chave: dc.subjectPhase transformations-
Palavras-chave: dc.subjectPoisson-­Voronoi-
Palavras-chave: dc.subjectSimultaneous reactions-
Palavras-chave: dc.subjectInterfaces-
Título: dc.titleSimulação computacional de transformações simultâneas nos vértices e nas faces dos grãos de uma tesselação de Poisson-Voronoi-
Tipo de arquivo: dc.typeDissertação-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional da Universidade Federal Fluminense - RiUFF

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