Processo de difusão com agregação e reorganização espontânea em uma rede 2D
Autor(a) principal: | |
---|---|
Data de Publicação: | 2008 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFRN |
Texto Completo: | https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/18581 |
Resumo: | Difusive processes are extremely common in Nature. Many complex systems, such as microbial colonies, colloidal aggregates, difusion of fluids, and migration of populations, involve a large number of similar units that form fractal structures. A new model of difusive agregation was proposed recently by Filoche and Sapoval [68]. Based on their work, we develop a model called Difusion with Aggregation and Spontaneous Reorganization . This model consists of a set of particles with excluded volume interactions, which perform random walks on a square lattice. Initially, the lattice is occupied with a density p = N/L2 of particles occupying distinct, randomly chosen positions. One of the particles is selected at random as the active particle. This particle executes a random walk until it visits a site occupied by another particle, j. When this happens, the active particle is rejected back to its previous position (neighboring particle j), and a new active particle is selected at random from the set of N particles. Following an initial transient, the system attains a stationary regime. In this work we study the stationary regime, focusing on scaling properties of the particle distribution, as characterized by the pair correlation function ø(r). The latter is calculated by averaging over a long sequence of configurations generated in the stationary regime, using systems of size 50, 75, 100, 150, . . . , 700. The pair correlation function exhibits distinct behaviors in three diferent density ranges, which we term subcritical, critical, and supercritical. We show that in the subcritical regime, the particle distribution is characterized by a fractal dimension. We also analyze the decay of temporal correlations |
id |
UFRN_bd8ed0c04f6bc7348f2cceb9b8f59c9d |
---|---|
oai_identifier_str |
oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/18581 |
network_acronym_str |
UFRN |
network_name_str |
Repositório Institucional da UFRN |
repository_id_str |
|
spelling |
Macedo Filho, Antonio dehttp://lattes.cnpq.br/5432651695056904http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783310Y1Silva Filho, Paulo Cavalcante dahttp://lattes.cnpq.br/9835716071996289Dickman, Ronaldhttp://lattes.cnpq.br/0484982277336205Silva, Luciano Rodrigues da2015-03-03T15:15:23Z2015-02-252015-03-03T15:15:23Z2008-07-11MACEDO FILHO, Antonio de. Processo de difusão com agregação e reorganização espontânea em uma rede 2D. 2008. 103 f. Dissertação (Mestrado em Física da Matéria Condensada; Astrofísica e Cosmologia; Física da Ionosfera) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2008.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/18581Difusive processes are extremely common in Nature. Many complex systems, such as microbial colonies, colloidal aggregates, difusion of fluids, and migration of populations, involve a large number of similar units that form fractal structures. A new model of difusive agregation was proposed recently by Filoche and Sapoval [68]. Based on their work, we develop a model called Difusion with Aggregation and Spontaneous Reorganization . This model consists of a set of particles with excluded volume interactions, which perform random walks on a square lattice. Initially, the lattice is occupied with a density p = N/L2 of particles occupying distinct, randomly chosen positions. One of the particles is selected at random as the active particle. This particle executes a random walk until it visits a site occupied by another particle, j. When this happens, the active particle is rejected back to its previous position (neighboring particle j), and a new active particle is selected at random from the set of N particles. Following an initial transient, the system attains a stationary regime. In this work we study the stationary regime, focusing on scaling properties of the particle distribution, as characterized by the pair correlation function ø(r). The latter is calculated by averaging over a long sequence of configurations generated in the stationary regime, using systems of size 50, 75, 100, 150, . . . , 700. The pair correlation function exhibits distinct behaviors in three diferent density ranges, which we term subcritical, critical, and supercritical. We show that in the subcritical regime, the particle distribution is characterized by a fractal dimension. We also analyze the decay of temporal correlationsNa Natureza é muito comum ocorrerem processos de difusão. Muitos sistemas complexos, tais como: colônias microbianas, agregados coloidais, difusão de fluidos e migrações populacionais, são compostos de um número muito grande de unidades similares que formam estruturas fractais. Recentemente, um novo estudo destes sistemas foi introduzido por Filoche e Sapoval [68]. Baseado neste trabalho, nós desenvolvemos um modelo chamado "Difusão com Agregação e Reorganização Espontânea". Este modelo consiste em um conjunto de partículas que interagem por meio da exclusão de volume quando realizam caminhadas aleatórias em uma rede quadrada. Inicialmente, a rede é preenchida com uma densidade p = N/L2 de partículas distribuídas em posições distintas escolhidas aleatoriamente. Uma das partículas é escolhida ao acaso para se tornar uma partícula ativa. Esta partícula executa caminhadas aleatórias até visitar um sítio ocupado por uma partícula j. Quando a partícula ativa salta sobre o sítio ocupado pela partícula j é re etida e retorna para a posição anterior, e uma nova partícula ativa é escolhida aleatoriamente no conjunto de N partículas contidas na rede. Após um transiente, o sistema alcança um regime estacionário. Neste trabalho, nós estudamos este regime estacionário, atentando para as propriedades de escala da distribuição de partículas que é caracterizada por uma função de correlação de pares ø(r). Em seguida, calculamos a média sobre uma sequência de configurações geradas nesse regime, usando sistemas de tamanhos L igual a 50, 75, 100, 150, . . . , 700. A função de correlação de pares exibe comportamentos distintos em três regimes diferentes de densidades, que nós definimos como regime subcrítico, crítico e supercrítico. Nós mostramos que no regime subcrítico, a distribuição de partículas é caracterizada por uma dimensão fractal. Nós também analisamos o decaimento das correlações temporaisCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade Federal do Rio Grande do NortePrograma de Pós-Graduação em FísicaUFRNBRFísica da Matéria Condensada; Astrofísica e Cosmologia; Física da IonosferaSistemas complexosSistemas dinâmicosDifusão com agregaçãoReorganização espontâneaRede quadradaComplex systemsDynamical systemsDifusion with aggregationSpontaneous reorganizationSquare latticeCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::GEOMETRIA E TOPOLOGIA::SISTEMAS DINAMICOSProcesso de difusão com agregação e reorganização espontânea em uma rede 2Dinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNORIGINALAntonioMF.pdfapplication/pdf5580410https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/18581/1/AntonioMF.pdfcf8e01854d7d827d05dd7a75902c3375MD51TEXTAntonioMF.pdf.txtAntonioMF.pdf.txtExtracted texttext/plain147484https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/18581/6/AntonioMF.pdf.txt7a641b0c100da96ff8edf0d1b2f21625MD56THUMBNAILAntonioMF.pdf.jpgAntonioMF.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg3037https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/18581/7/AntonioMF.pdf.jpg573711d07ac32d703f2dfeb2dd93b9b1MD57123456789/185812017-11-02 13:17:11.642oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/18581Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2017-11-02T16:17:11Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false |
dc.title.por.fl_str_mv |
Processo de difusão com agregação e reorganização espontânea em uma rede 2D |
title |
Processo de difusão com agregação e reorganização espontânea em uma rede 2D |
spellingShingle |
Processo de difusão com agregação e reorganização espontânea em uma rede 2D Macedo Filho, Antonio de Sistemas complexos Sistemas dinâmicos Difusão com agregação Reorganização espontânea Rede quadrada Complex systems Dynamical systems Difusion with aggregation Spontaneous reorganization Square lattice CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::GEOMETRIA E TOPOLOGIA::SISTEMAS DINAMICOS |
title_short |
Processo de difusão com agregação e reorganização espontânea em uma rede 2D |
title_full |
Processo de difusão com agregação e reorganização espontânea em uma rede 2D |
title_fullStr |
Processo de difusão com agregação e reorganização espontânea em uma rede 2D |
title_full_unstemmed |
Processo de difusão com agregação e reorganização espontânea em uma rede 2D |
title_sort |
Processo de difusão com agregação e reorganização espontânea em uma rede 2D |
author |
Macedo Filho, Antonio de |
author_facet |
Macedo Filho, Antonio de |
author_role |
author |
dc.contributor.authorID.por.fl_str_mv |
|
dc.contributor.authorLattes.por.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/5432651695056904 |
dc.contributor.advisorID.por.fl_str_mv |
|
dc.contributor.advisorLattes.por.fl_str_mv |
http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783310Y1 |
dc.contributor.advisor-co1ID.por.fl_str_mv |
|
dc.contributor.referees1.pt_BR.fl_str_mv |
Dickman, Ronald |
dc.contributor.referees1ID.por.fl_str_mv |
|
dc.contributor.referees1Lattes.por.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/0484982277336205 |
dc.contributor.author.fl_str_mv |
Macedo Filho, Antonio de |
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv |
Silva Filho, Paulo Cavalcante da |
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv |
http://lattes.cnpq.br/9835716071996289 |
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv |
Silva, Luciano Rodrigues da |
contributor_str_mv |
Silva Filho, Paulo Cavalcante da Silva, Luciano Rodrigues da |
dc.subject.por.fl_str_mv |
Sistemas complexos Sistemas dinâmicos Difusão com agregação Reorganização espontânea Rede quadrada |
topic |
Sistemas complexos Sistemas dinâmicos Difusão com agregação Reorganização espontânea Rede quadrada Complex systems Dynamical systems Difusion with aggregation Spontaneous reorganization Square lattice CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::GEOMETRIA E TOPOLOGIA::SISTEMAS DINAMICOS |
dc.subject.eng.fl_str_mv |
Complex systems Dynamical systems Difusion with aggregation Spontaneous reorganization Square lattice |
dc.subject.cnpq.fl_str_mv |
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::MATEMATICA::GEOMETRIA E TOPOLOGIA::SISTEMAS DINAMICOS |
description |
Difusive processes are extremely common in Nature. Many complex systems, such as microbial colonies, colloidal aggregates, difusion of fluids, and migration of populations, involve a large number of similar units that form fractal structures. A new model of difusive agregation was proposed recently by Filoche and Sapoval [68]. Based on their work, we develop a model called Difusion with Aggregation and Spontaneous Reorganization . This model consists of a set of particles with excluded volume interactions, which perform random walks on a square lattice. Initially, the lattice is occupied with a density p = N/L2 of particles occupying distinct, randomly chosen positions. One of the particles is selected at random as the active particle. This particle executes a random walk until it visits a site occupied by another particle, j. When this happens, the active particle is rejected back to its previous position (neighboring particle j), and a new active particle is selected at random from the set of N particles. Following an initial transient, the system attains a stationary regime. In this work we study the stationary regime, focusing on scaling properties of the particle distribution, as characterized by the pair correlation function ø(r). The latter is calculated by averaging over a long sequence of configurations generated in the stationary regime, using systems of size 50, 75, 100, 150, . . . , 700. The pair correlation function exhibits distinct behaviors in three diferent density ranges, which we term subcritical, critical, and supercritical. We show that in the subcritical regime, the particle distribution is characterized by a fractal dimension. We also analyze the decay of temporal correlations |
publishDate |
2008 |
dc.date.issued.fl_str_mv |
2008-07-11 |
dc.date.accessioned.fl_str_mv |
2015-03-03T15:15:23Z |
dc.date.available.fl_str_mv |
2015-02-25 2015-03-03T15:15:23Z |
dc.type.status.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
dc.type.driver.fl_str_mv |
info:eu-repo/semantics/masterThesis |
format |
masterThesis |
status_str |
publishedVersion |
dc.identifier.citation.fl_str_mv |
MACEDO FILHO, Antonio de. Processo de difusão com agregação e reorganização espontânea em uma rede 2D. 2008. 103 f. Dissertação (Mestrado em Física da Matéria Condensada; Astrofísica e Cosmologia; Física da Ionosfera) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2008. |
dc.identifier.uri.fl_str_mv |
https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/18581 |
identifier_str_mv |
MACEDO FILHO, Antonio de. Processo de difusão com agregação e reorganização espontânea em uma rede 2D. 2008. 103 f. Dissertação (Mestrado em Física da Matéria Condensada; Astrofísica e Cosmologia; Física da Ionosfera) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2008. |
url |
https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/18581 |
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.publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte |
dc.publisher.program.fl_str_mv |
Programa de Pós-Graduação em Física |
dc.publisher.initials.fl_str_mv |
UFRN |
dc.publisher.country.fl_str_mv |
BR |
dc.publisher.department.fl_str_mv |
Física da Matéria Condensada; Astrofísica e Cosmologia; Física da Ionosfera |
publisher.none.fl_str_mv |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte |
dc.source.none.fl_str_mv |
reponame:Repositório Institucional da UFRN instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) instacron:UFRN |
instname_str |
Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) |
instacron_str |
UFRN |
institution |
UFRN |
reponame_str |
Repositório Institucional da UFRN |
collection |
Repositório Institucional da UFRN |
bitstream.url.fl_str_mv |
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/18581/1/AntonioMF.pdf https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/18581/6/AntonioMF.pdf.txt https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/18581/7/AntonioMF.pdf.jpg |
bitstream.checksum.fl_str_mv |
cf8e01854d7d827d05dd7a75902c3375 7a641b0c100da96ff8edf0d1b2f21625 573711d07ac32d703f2dfeb2dd93b9b1 |
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv |
MD5 MD5 MD5 |
repository.name.fl_str_mv |
Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) |
repository.mail.fl_str_mv |
|
_version_ |
1814832710765510656 |