Análise da dinâmica do fluxo versus difusão em uma tubulação com obstáculo

Abstract

Neste trabalho, analisamos o comportamento de um fluido confinado em um tubo bidimensional na presença de um obstáculo poroso e outro contínuo, utilizando o método dos autômatos celulares. Exploramos como a introdução de assimetrias nas regras de movimentação das partículas influencia o equilíbrio entre fluxo e difusão, com foco especial em identificar regimes dominados por um ou outro mecanismo. Foram considerados sistemas com probabilidades simétricas e assimétricas de movimentação. A partir da análise do deslocamento quadrático médio do sistema, pudemos obter o coeficiente de difusão D, a velocidade média ⁻v e pudemos calcular o número de Péclet P e, que quantifica a razão entre transporte advectivo (fluxo) e difusivo. Este trabalho contribui para a compreensão de fenômenos de transporte em meios confinados e porosos, especialmente em fluidos com comportamento não usual como a á⁻ua.

In this work, we analyze the behavior of a fluid confined within a two-dimensional tube in the presence of both a porous and a continuous obstacle, using the cellular automaton method. We explore how introducing asymmetries in the particle movement rules influences the balance between flow and diffusion, with a particular focus on identifying regimes dominated by one mechanism or the other. Systems with both symmetric and asymmetric movement probabilities were considered. From the analysis of the system’s mean square displacement, we obtained the diffusion coefficient D, the average velocity ¯v, and we calculated the Péclet number P e, which quantifies the ratio between advective (flow) and diffusive transport. This study contributes to the understanding of transport phenomena in confined and porous media, especially in fluids with unusual behavior, such as water.