Simulação computacional de sistemas de partículas via dinâmica molecular

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Cordeiro, Isabel de Castro
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
Texto Completo: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/57701
Resumo: Computational modeling techniques are currently essential for understanding and solving increasingly complex and sophisticated problems in several areas of science, such as chemistry, physics, biology. Simulation tools and mathematical and statistical models are developed with the aim of describing natural phenomena and obtaining the appropriate solutions for each system. In this work, we present a study on the method of computational simulation of molecular dynamics, which provides the dynamics of the particle system from the numerical integration of the equations of motion, considering, also, the interactions between the particles. We analyzed a two-dimensional system of interacting particles subjected to the Lennard-Jones potential, which represents a simple model of molecular interaction, and consists of an attractive longrange force and a repulsive force over shorter distances. The results are obtained according to the temperature and density of the system. The temperature can be controlled in the computational experiment by considering the system in the canonical ensemble. The density is controlled by the number of particles. We evaluated some physical properties of the system. In particular, we calculate the so-called radial distribution function, g(r), which is associated with the spatial self-organization of the particles and is useful in indicating the thermodynamic phase of the system. The g(r) function is also used to characterize structural transitions.
id UFC-7_f153acd9f04e17cbe00593502849d0ab
oai_identifier_str oai:repositorio.ufc.br:riufc/57701
network_acronym_str UFC-7
network_name_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository_id_str
spelling Simulação computacional de sistemas de partículas via dinâmica molecularDinâmica molecularSistemas bidimensionaisPotencial de Lennard-JonesComputational modeling techniques are currently essential for understanding and solving increasingly complex and sophisticated problems in several areas of science, such as chemistry, physics, biology. Simulation tools and mathematical and statistical models are developed with the aim of describing natural phenomena and obtaining the appropriate solutions for each system. In this work, we present a study on the method of computational simulation of molecular dynamics, which provides the dynamics of the particle system from the numerical integration of the equations of motion, considering, also, the interactions between the particles. We analyzed a two-dimensional system of interacting particles subjected to the Lennard-Jones potential, which represents a simple model of molecular interaction, and consists of an attractive longrange force and a repulsive force over shorter distances. The results are obtained according to the temperature and density of the system. The temperature can be controlled in the computational experiment by considering the system in the canonical ensemble. The density is controlled by the number of particles. We evaluated some physical properties of the system. In particular, we calculate the so-called radial distribution function, g(r), which is associated with the spatial self-organization of the particles and is useful in indicating the thermodynamic phase of the system. The g(r) function is also used to characterize structural transitions.As técnicas de modelagem computacional são atualmente essenciais para a compreensão e resolução de problemas cada vez mais complexos e sofisticados em diversas áreas da ciência, como a química, física, biologia. As ferramentas de simulação e os modelos matemáticos e estatísticos são desenvolvidos com o objetivo de descrever os fenômenos naturais e obter as soluções adequadas para cada sistema. Nesse trabalho, apresentamos um estudo sobre o método de simulação computacional de dinâmica molecular, que fornece a dinâmica do sistema de partículas a partir da integração numérica das equações de movimento, considerando, inclusive, as interações entre as partículas. Analisamos um sistema bidimensional de partículas interagentes submetidas ao potencial de Lennard-Jones, que representa um modelo simples da interação molecular, e consiste em uma força atrativa a longo alcance e uma força repulsiva em menores distâncias. Os resultados são obtidos em função da temperatura e da densidade do sistema. A temperatura pode ser controlada no experimento computacional considerando o sistema no ensemble canônico. A densidade é controlada através do número de partículas. Avaliamos algumas propriedades físicas do sistema. Em particular, calculamos a chamada função de distribuição radial, g(r), que está associada a auto-organização espacial das partículas e é útil na indicação da fase termodinâmica do sistema. A função g(r) também é usada para caracterizar transições estruturais.Ferreira, Wandemberg PaivaAraújo, Jorge Luiz Bezerra deCordeiro, Isabel de Castro2021-04-13T16:37:11Z2021-04-13T16:37:11Z2021info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisapplication/pdfCORDEIRO, I. C. Simulação computacional de sistemas de partículas via dinâmica molecular. 2021. 50 f. Monografia (Bacharela em Física) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021.http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/57701porreponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)instacron:UFCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2021-04-13T16:37:12Zoai:repositorio.ufc.br:riufc/57701Repositório InstitucionalPUBhttp://www.repositorio.ufc.br/ri-oai/requestbu@ufc.br || repositorio@ufc.bropendoar:2024-09-11T18:56:24.379838Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)false
dc.title.none.fl_str_mv Simulação computacional de sistemas de partículas via dinâmica molecular
title Simulação computacional de sistemas de partículas via dinâmica molecular
spellingShingle Simulação computacional de sistemas de partículas via dinâmica molecular
Cordeiro, Isabel de Castro
Dinâmica molecular
Sistemas bidimensionais
Potencial de Lennard-Jones
title_short Simulação computacional de sistemas de partículas via dinâmica molecular
title_full Simulação computacional de sistemas de partículas via dinâmica molecular
title_fullStr Simulação computacional de sistemas de partículas via dinâmica molecular
title_full_unstemmed Simulação computacional de sistemas de partículas via dinâmica molecular
title_sort Simulação computacional de sistemas de partículas via dinâmica molecular
author Cordeiro, Isabel de Castro
author_facet Cordeiro, Isabel de Castro
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Ferreira, Wandemberg Paiva
Araújo, Jorge Luiz Bezerra de
dc.contributor.author.fl_str_mv Cordeiro, Isabel de Castro
dc.subject.por.fl_str_mv Dinâmica molecular
Sistemas bidimensionais
Potencial de Lennard-Jones
topic Dinâmica molecular
Sistemas bidimensionais
Potencial de Lennard-Jones
description Computational modeling techniques are currently essential for understanding and solving increasingly complex and sophisticated problems in several areas of science, such as chemistry, physics, biology. Simulation tools and mathematical and statistical models are developed with the aim of describing natural phenomena and obtaining the appropriate solutions for each system. In this work, we present a study on the method of computational simulation of molecular dynamics, which provides the dynamics of the particle system from the numerical integration of the equations of motion, considering, also, the interactions between the particles. We analyzed a two-dimensional system of interacting particles subjected to the Lennard-Jones potential, which represents a simple model of molecular interaction, and consists of an attractive longrange force and a repulsive force over shorter distances. The results are obtained according to the temperature and density of the system. The temperature can be controlled in the computational experiment by considering the system in the canonical ensemble. The density is controlled by the number of particles. We evaluated some physical properties of the system. In particular, we calculate the so-called radial distribution function, g(r), which is associated with the spatial self-organization of the particles and is useful in indicating the thermodynamic phase of the system. The g(r) function is also used to characterize structural transitions.
publishDate 2021
dc.date.none.fl_str_mv 2021-04-13T16:37:11Z
2021-04-13T16:37:11Z
2021
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/bachelorThesis
format bachelorThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv CORDEIRO, I. C. Simulação computacional de sistemas de partículas via dinâmica molecular. 2021. 50 f. Monografia (Bacharela em Física) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021.
http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/57701
identifier_str_mv CORDEIRO, I. C. Simulação computacional de sistemas de partículas via dinâmica molecular. 2021. 50 f. Monografia (Bacharela em Física) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2021.
url http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/57701
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
instname:Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron:UFC
instname_str Universidade Federal do Ceará (UFC)
instacron_str UFC
institution UFC
reponame_str Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
collection Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC) - Universidade Federal do Ceará (UFC)
repository.mail.fl_str_mv bu@ufc.br || repositorio@ufc.br
_version_ 1813029005059686400