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Type: Dissertação
Title: Simulação de suspensão de bactérias utilizando dissipative particle dynamics
Author(s)/Inventor(s): Picoli, Ronaro Liziero
Advisor: Duda, Fernando Pereira
Abstract: O termo ‘matéria ativa’ é usado para designar sistemas que são formados de (ou que possuem) agentes que tenham capacidade de converter a energia armazenada ou retirada do ambiente em movimento. Esses agentes são capazes de se agrupar e produzir comportamentos emergentes, que se manifestam como diversas transições de fase diferentes nestes sistemas. Uma suspensão de bactérias pode ser considerada Uma matéria ativa, que além (da transição entre fases apresenta também a capacidade de alterar as propriedades reológicas (Ia mistura. Neste trabalho, avaliamos fases Dinâmicas e obtemos propriedades reológicas de suspensões de bactérias utilizando o método Dissipative Particle Dynamics. O método DPD foi utilizado por ser capaz descrever efeitos que ocorrem apenas na mesoescala. Para isso, modificamos os programas LAMMPS e DL_MESO para adicionar o modelo de partículas ativas ao método DPD clássico. As simulações realizadas mostram que há divergências entre o diagrama de fases obtidos pelos dois programas. Utilizamos as condições de contorno de Lees—Edwards, afim de modelar o efeito de cisalhamento na caixa de simulação do DPD. No caso de um fluido simples. verifica-se a deficiência do método DPD aumentando-se a velocidade de cisalhamento. Verificamos assim que, para o caso de suspensões de bactérias, essa deficiência persiste. o que acaba por impossibilitar uma análise ampla do efeito das partículas ativas na viscosidade.
Abstract: The term active matter is used to designate systems wich are formed of (or have) agents with the capacity to convert stored or ambient energy into movement. These agents are able to cluster and produce emerging behavior, which manifest themselves as several different phase transitions in these systems. A suspension of bacteria can be considered as an active matter, which in addition to the transition between phases also has the ability to alter the rheological properties of the mixture. In this work, we evaluated dynamic phases and obtained rheological properties of suspensions of bacteria using the method Dissipative Particle Dynamics. The method DPD was used for being able to describe effects that occur only in the mesoscale. To do this, we modify the programs LAMMPS and DL_MESO to add the active particle model to the classical DPD method. The simulations carried out show that there are divergences between the phase diagram obtained by the two programs. We used the boundary conditions of Lees-Flwards, in order to model the shear effect in the simulation box of the DPD. In the case of a simple fluid, the deficiency of the DPD method is verified by increasing the shear velocity. We have thus verified that, in the case of bacterial suspensions, this deficiency persists, which impossibilitate a broad analysis of the effect of active particles on viscosity.
Keywords: Suspensão de bactérias
Dinâmica de partículas dissipativas
Subject CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Program: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
Department : Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
Publisher: Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date: Mar-2018
Publisher country: Brasil
Language: por
Right access: Acesso Aberto
Appears in Collections:Engenharia Mecânica

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