Formação de padrões em sistemas complexos
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Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Primeiro orientador
Membros da banca
Bismarck Vaz da Costa
Jafferson Kamphorst Leal da Silva
Ubirajara Agero Batista
Jafferson Kamphorst Leal da Silva
Ubirajara Agero Batista
Resumo
Neste trabalho, foi feito e analisado um estudo experimental de um sistema formador de padrão. Deste modo, uma abordagem das propriedades de formação de padrões é apresentada, baseando-se em modelos de termodinâmica de não-equilíbrio, obtidos na literatura.Na sequência, apresentamos os nossos resultados do experimento, no qual é observada a desestabilização de uma interface fluido-fluido sob condições de escoamento viscoso. Técnicas de processamento de imagens nos permitiram obter medidas que nos deram informações relevantes da interface de modo a caracterizar a dinâmica do padrão observado. Deste modo, a relação de dispersão para a taxa de crescimento do padrão foi medida e observamos que ela está em bom acordo com o modelo teórico disponível, na região próxima à bifurcação. Obtivemos também uma consistência qualitativa para a totalidade do conjunto de condições do escoamento utilizadas. A análise da posição média da interface também forneceu informações importantes, e mostra um comportamento crítico na bifurcação. Isto possibilita que futuras observações relativas à dinâmica de precursores neste sistema sejam realizadas.
Abstract
In this work an experimental study of a pattern forming system was performed and analyzed. A general approach to properties of pattern formation is presented based on a non-equilibrium thermodynamic model, following results found in the literature. We present results of the experiment performed observing the destabilization of a °uid-°uid interface under a viscous °ow. Image processing techniques allowed us to obtain measurements of relevant interface information in order to capture the pattern dynamics. This way pattern growth rate dispersion curve was measured and found to be in good agreement with the theoretical model, in a region close to the bifurcation. Full qualitative agreement was obtained in the whole range of °ow conditions used.Analysis of the mean interface position also delivered important information, and showed a critical behavior at the bifurcation. This opens the possibility of future observations concerning precursor dynamics in this system.
Assunto
Física
Palavras-chave
Sistemas complexos