IMPLEMENTAÇÃO COMPUTACIONAL DE UM SIMULADOR DE DINÂMICA MOLECULAR BASEADO EM TÉCNICAS DE AGLOMERAÇÃO DE PARTÍCULAS Jéssika da Rocha Silva Orientador: William Wagner Matos Lira Coorientador: Diogo Tenório Cintra Maceió, dezembro de 2011

MOTIVAÇÃO Alguns modelos numéricos como o Método dos Elementos Finitos e o Método dos Elementos de Contorno são amplamente usados em engenharia para analisar meios contínuos, porém, em diversas aplicações é necessário avaliar meios discretos. Isso vem transformando o MED em uma promissora ferramenta de estudo. Sua formulação clássica propõe que as partículas sejam representadas por discos ou esferas rígidas, no entanto existe a necessidade de se trabalhar com meios discretos cujos objetos envolvidos tenham formas arbitrárias.

OBJETIVOS Este trabalho propõe o desenvolvimento de um sistema computacional que simule de forma simplificada alguns processos envolvidos em reações químicas. Parte-se do fato de que estas reações acontecem quando diferentes reagentes combinam-se para formar produtos através do choque entre moléculas. As moléculas são idealizadas como um aglomerado de átomos, assim possuem formas geométricas arbitrárias.

METODOLOGIA O Método dos Elementos Discretos é um modelo numérico desenvolvido para simular o comportamento de meios particulados. O comportamento do meio descontínuo é controlado pelas interações entre cada partícula, assim como interações entre as moléculas de uma substância gasosa ou líquida com paredes. O Método de Dinâmica Molecular, assim como o MED é um método de simulação de meios discretos levando em conta as posições e velocidades do sistema químico a ser analisado. As colisões entre as moléculas podem ser simuladas de forma semelhante ao contato entre as partículas no MED, através de relações de força-deslocamento.

METODOLOGIA Mas é preciso tomar o cuidado de considerar que ao trabalhar com moléculas é preciso avaliar além de deslocamento, velocidade e aceleração variáveis como temperatura, pressão e concentração, que podem influenciar na velocidade das moléculas no sistema e, portanto, na simulação. O MED não tem uma formulação para trabalhar com temperatura e campos de energia, mas pretende-se usá-lo considerando essas variáveis. A implementação computacional do aglomerado de partículas deverá ser feita em linguagem C++.

RESULTADOS ESPERADOS A pesquisa ainda está em fase de estudo, mas espera-se contribuir para melhorar a formulação do Método dos Elementos Discretos. E pretende-se implementar o aglomerado de partículas no software DEMOOP, para que a formulação empregada possa ser usada em modelos numéricos em maiores escalas.

AGRADECIMENTOS Jéssika da Rocha Silva William Wagner Matos Lira Nome do coorientador (jsskrocha@gmail.com) (william@lccv.ufal.br) (diogotc@lccv.ufal.br)