Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2018. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-10-17T20:57:59Z No. of bitstreams: 1 2018_GesseArantesdeRoureNeto.pdf: 14537938 bytes, checksum: 613dedffac6db19f09e29c48b68c3188 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-10-18T19:48:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_GesseArantesdeRoureNeto.pdf: 14537938 bytes, checksum: 613dedffac6db19f09e29c48b68c3188 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-18T19:48:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_GesseArantesdeRoureNeto.pdf: 14537938 bytes, checksum: 613dedffac6db19f09e29c48b68c3188 (MD5) Previous issue date: 2018-10-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). / Recentemente, têm-se encontrado várias aplicações de suspensões magnéticas nas áreas de engenharia, ciências médicas, entre outras, devido ao fato destas suspensões sofrerem alterações em seu comportamento na presença de campos magnéticos externos. A presente dissertação tem como objetivo investigar a dinâmica de duas partículas magnéticas esféricas em um escoamento cisalhante na presença de interações hidrodinâmicas e magnéticas, a fim de analisar propriedades macroscópicas de suspensões magnéticas diluídas em um regime fora do equilíbrio. Algumas particularidades desta dinâmica são analisadas, incluindo as relações entre trajetórias colisionais agregativas e dispersivas. Utilizando-se da simulação computacional da dinâmica de partículas juntamente a uma integração de Monte-Carlo, é possível se obter valores numéricos para os coeficientes de difusão hidrodinâmica induzida por cisalhamento e para a taxa de formação de pares agregados em suspensões diluídas para diferentes valores do parâmetro α, que representa a intensidade adimensional das interações dipolares. Neste trabalho também é explorado o problema da magnetização de suspensões cisalhadas para altos números de Péclet na presença de um campo magnético externo. Partindo do problema de uma partícula isolada em suspensão, é possível obter a primeira ordem da magnetização em estado estacionário analisando a dinâmica orientacional da partícula. Utilizando-se da simulação de duas partículas, é possível também obter valores numéricos para a segunda ordem da magnetização em estado estacionário em um regime fora do equilíbrio. / In recent years, many applications of magnetic suspensions were found in engineering, medical sciences, and other areas. These applications are mainly due to the fact that the rheological properties of these suspensions change in the presence of an external magnetic field. In this dissertation, we investigate the dynamics of two identical spherical magnetic particles undergoing a simple shear flow in the presence of magnetic and hydrodynamic interactions in order to analyze macroscopic quantities of magnetic suspensions in a regime out of equilibrium. Some particularities of the dynamical problem are investigated, including the interplay between aggregative and dispersive collisional trajectories. In addition, we perform a numerical computation of the hydrodynamic self-diffusivity, down-gradient diffusivity and the rate of particle doublet formation resulting from aggregative closed trajectories. The numerical computation of the diffusivities and aggregation rates is performed via a Monte-Carlo integration for different values of the magnetic interaction parameter $\alpha$, which represents the non-dimensional strength of the dipole-dipole magnetic interactions. We compare the results found for the diffusivities and doublet formation rates with theoretical predictions. Finally, we explore the problem of magnetization of magnetic suspensions undergoing a simple shear flow for large values of Péclet number in the presence of an external magnetic field. Starting with the problem of an isolated magnetic particle in suspension, we can obtain the first order of magnetization by analyzing the orientational dynamics of the particle. Further, we use the numerical simulation of two particles for obtaining numerical values for the second-order steady-state magnetization.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Física, 2014. / Submitted by Gomes Neide (neide@bce.unb.br) on 2014-07-18T18:50:00Z No. of bitstreams: 1 2014_GuilhermeMoraisdeCarvalho.pdf: 3893219 bytes, checksum: 51b737af7d666b4b5df0cc69fa14976b (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-07-22T13:17:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_GuilhermeMoraisdeCarvalho.pdf: 3893219 bytes, checksum: 51b737af7d666b4b5df0cc69fa14976b (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-22T13:17:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_GuilhermeMoraisdeCarvalho.pdf: 3893219 bytes, checksum: 51b737af7d666b4b5df0cc69fa14976b (MD5) / Utilizando-se o Hamiltoniano da versão modificada do modelo Su-Schrieffer- Heeger investigou-se a criação de éxcitons e sua posterior dinâmica em polímeros conjugados. O modelo foi modificado para levar em consideração efeitos de temperatura, campo elétrico externo, interação entre cadeias, processos de fotoexcitação e impurezas. Foi analisado o comportamento de éxcitons tripleto considerando-se a dinâmica molecular de Ehrenfest para descrever a evolução temporal do sistema. Baseado em dados de amplitude e frequência, foi possível estabelecer distinção entre as respostas de dipolo oscilante, na criação dessas quasi-partículas, para diferentes excitações e temperaturas fora zero absoluto. No que concerne a dinâmica de éxcitons apenas sob a inufluência da temperatura foi possível caracterizar o processo difusivo dessas quasi-partículas onde observou-se que o efeito oriundo do “random walk" é dominante ao da diferença de concentração. ______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Using the Hamiltonian of a modified version of the Su-Schrieffer-Heeger model, we investigated the creation of excitons and their subsequent dynamics in conjugated polymers. The model was modified to take into account temperature effects as well as external electric field, interchain interactions, photoexcitation processes and impurities. In order to describe the time evolution of the system, the behavior of triplet excitons was analyzed in the scope of the Ehrenfest molecular dynamics. Based on amplitude and frequency data, it was possible to establish a distinction between the response of different oscillating dipoles depending on the given excitation and temperature considered, provided nonzero thermal regimes were applied. When it comes to the excitons dynamics solely considering temperature, it was possible to characterize the diffusive process of the quasi-particles as being mainly due to “random walk" effect, rather than being primarily originated from a concentration gradient.