Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
FÍSICA (33144010001P7)
Eletroosmosis em nano canais via Simulações Atomisticas e Rede de Boltzmann
VLADIVOSTOK FRANZ SUXO MAMANI
DISSERTAÇÃO
04/08/2014

O estudo de fluidos confinados presentes em certos materiais geológicos, tais como uma solução de salmoura (API brine: 2% CaCl2 e 8% NaCl) em canais feitos de argila montmorilonite (MMT) é de grande interesse na indústria do petróleo, em particular na recuperação de óleo melhorado, o que é realizado pela inclusão de nanopartículas de silício (NP-H) na solução de salmoura. A interação da solução de salmoura em contacto com superfícies de argila, e o efeito das nanopartículas no sistema de salmoura-argila são estudados através do fenómeno de electroosmose, especificamente pela concentração de íones (Ca2+, Cl- e Na+) e do perfil de velocidade (solução de salmoura) gerado com/sem aplicação fornças externas (mecânica ou elétrica) para o sistema. O estudo da concentração de íons e do perfil de velocidade em escala manométrica pode ser realizada utilizando dinâmica molecular com sucesso, em os canais de < 10nm largura. Simulações em canais mais amplos têm duas limitações o custo computacional e o tempo de simulação. Especialmente o tempo de simulação aumenta exponencialmente com o aumento da largura do canal e, portanto, a dinâmica molecular torna-se inoperável nessas magnitudes. Além disso, quando se utiliza as equações de Poisson-Boltzmann e Navier-Stokes da teoria contínua, os resultados são incorretos comparados com os resultados gerados pela dinâmica molecular (e experimentais). O modelo contínuo falha porque ele não tem em conta as interações entre ion-ion, ion-solvente e ion-parede, também não leva em conta o aumento da viscosidade, perto da superfície do canal. Para superar estas limitações, os dados gerados a partir de dinâmica molecular de um pequeno canal está incluído na equação de Poisson-Boltzmann para incorporar as diferentes interações moleculares e obter a equação de Poisson-Boltzmann modificada. Da mesma forma, tendo em conta as flutuações de viscosidade através da incorporação de dados da dinâmica molecular na equação de Navier-Stokes. Portanto, é possível obter resultados correctos para a concentração de íones e do perfil de velocidade, em nanocanais &#8805; 10nm de largura, evitando grande tempo de simulação e elevado custo computacional.

Solução de salmoura; equação de Poisson-Boltzmann; equação de Navier-Stokes
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INGLES
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
O trabalho possui divulgação autorizada

Contexto

FÍSICA
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Banca Examinadora

CAETANO RODRIGUES MIRANDA
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
EDISON ZACARIAS DA SILVA Participante Externo
ROOSEVELT DROPPA JUNIOR Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
FUND COORD DE APERFEICOAMENTO DE PESSOAL DE NIVEL SUP - Programa de Demanda Social 5
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC - Pró reitoria de Pós Graduação 19

Vínculo

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Não