Influência de características físicas ou computacionais na simulação de topologia e evolução temporal de espumas molhadas

Abstract

Da alta culinária até aplicações na indústria e ecologia, espumas estão em toda parte. Portanto, conhecimento complexo sobre espumas tem implicações e aplicações em diversas áreas da existência humana, fazendo seu estudo algo importante. O estudo de espumas teve um salto em anos recentes, tanto em estudos computacionais, com a simulação de espumas 2D desde um regime muito seco até um muito molhado e com a simulação de espumas 3D para regimes pouco molhados, como em experimentos de crescimento de espumas onde os efeitos de drenagem foram minimizados e a fração líquida da espuma 3D variada. Simulações e experimentos para espumas 3D, no entanto, não concordam em certos aspectos da evolução de espumas. Mais precisamente, em como o tamanho médio de suas bolhas cresce no regime intermediário entre os regimes seco e de líquido com bolhas. Este trabalho tem como principal objetivo investigar que parâmetros na simulação podem explicar isso. Ele também levanta a hipótese que, apesar de não importante no regime seco, a tensão superficial tem influência na evolução de espumas que estão entre o regime seco e muito molhado. Foi constatado que o tamanho das células de água na simulação é significativo. Se seu tamanho não for adequado o liquido não irá se adaptar às células vizinhas. Até a finalização deste trabalho ainda não se obteve resultados sobre a energia de contato.

From high end cuisine to industry and ecological applications, foams are everywhere. Therefore, advanced knowledge about foams has implications and applications on several areas of human existence, making their study a very important matter. The study of foams has had a big leap in recent years, both in computational studies, with the simulation of 2D foam from a very dry regime to a very wet regime, and in foam growth experiments in wich drainage effects are minimised and the liquid fraction was varied. Simulations for 3D foams and experiment, however, do not agree on certain aspects of foam evolution. More precisely, in how the average size of the bubbles in it grows in the regime intermediary to the dry and very wet ones.This work has as main objective to investigate what parameters in the simulation can explain this. It also raises the hypothesis that, although unimportant on the dry regime, surface tension has influence on how foams in between the wet and dry regime evolve. It was found that the size of water cells in the simulation is significant. For if the size is small the liquid will not adapt its shape to the neighbouring cells. As of the publication of this work, no results have been had for the contact energy investigation.