Utilização do método de Monte Carlo na resolução de problemas de transferência de calor por radiação em cavidades que contém meio participante

Um estudo foi realizado com a finalidade principal de investigar de que maneira a teoria de transferência de calor por radiação em meios participantes pode ser melhor aplicada na resolução de problemas de troca de energia no interior de cavidades que se assemelhem a fornalhas industriais. Verificou-se que as superfícies internas da maioria das fornalhas podem ser consideradas cinzentas e difusoras, o que facilita a aplicação de modelos de soma ponderada de gases cinzas. Sendo assim, as maiores dificuldades aparecem quando a geometria da cavidade é complexa. Com o método de Monte Carlo, é possível resolver problemas com características geométricas bastante complexas, bem como considerar efeitos espectrais e direcionais, quando necessário. Este método foi, então, aplicado, em conjunto com o método da zona, na elaboração de três códigos computacionais, que são capazes de determinar áreas de troca totais em cavidades onde as paredes e o gás são cinzas. Um deles pode ser aplicado a cavidades paralelepipédicas; outro, a cilíndricas. Tanto no primeiro, quanto no segundo, as dimensões podem assumir qualquer valor. Com o terceiro código computacional, é possível obter-se áreas de troca totais entre zonas de cavidades que têm geometria genérica formada a partir de combinações de cubos. Resultados obtidos através dos três códigos computacionais foram comparados com outros disponíveis na literatura.

Elaboração de um modelo de valoração quantitativa das garantias para o setor de saneamento com utilização de Simulação de Monte Carlo: o caso PPP de Esgoto para a Região Metropolitana do Recife e Município de Goiânia

A situação do saneamento no Brasil é alarmante. Os serviços de água e esgotamento sanitário são prestados adequadamente somente para 59,4% e 39,7%, respectivamente, da população brasileira. Para mudar este quadro, estima-se que sejam necessários R$ 304 bilhões em investimentos. Parte desse volume terá que vir da iniciativa privada e a estruturação de parcerias público privadas é uma das formas de atingir este objetivo. Nestes projetos é comum o setor público oferecer garantias ao parceiro privado para assegurar a viabilidade do empreendimento. O presente trabalho apresenta um modelo para valoração destas garantias, utilizando como estudos de caso as PPP de esgoto da região metropolitana de Recife e do Município de Goiana. O resultado obtido mostrou a importância desta valoração, uma vez que dependendo do nível de garantia oferecida o valor presente dos desembolsos previstos para o setor público variou de zero a até R$ 204 milhões.

Propriedades críticas de sistemas fora do equilíbrio via simulação Monte Carlo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

A new algorithm for Reverse Monte Carlo simulations

We present a new algorithm for Reverse Monte Carlo (RMC) simulations of liquids. During the simulations, we calculate energy, excess chemical potentials, bond-angle distributions and three-body correlations. This allows us to test the quality and physical meaning of RMC-generated results and its limitations. It also indicates the possibility to explore orientational correlations from simple scattering experiments. The new technique has been applied to bulk hard-sphere and Lennard-Jones systems and compared to standard Metropolis Monte Carlo results. (C) 1998 American Institute of Physics.

Monte Carlo investigations of intermolecular interactions in water-amide mixtures

Monte Carlo simulations of water-amides (amide=fonnamide-FOR, methylfonnamide-NMF and dimethylformamide-DMF) solutions have been carried out in the NpT ensemble at 308 K and 1 atm. The structure and excess enthalpy of the mixtures as a function of the composition have been investigated. The TIP4P model was used for simulating water and six-site models previously optimized in this laboratory were used for simulating the liquid amides. The intermolecular interaction energy was calculated using the classical 6-12 Lennard-Jones potential plus a Coulomb term. The interaction energy between solute and solvent has been partitioned what leads to a better understanding of the behavior of the enthalpy of mixture obtained for the three solutions experimentally. Radial distribution functions for the water-amides correlations permit to explore the intermolecular interactions between the molecules. The results show that three, two and one hydrogen bonds between the water and the amide molecules are formed in the FOR, NMF and DMF-water solutions, respectively. These H-bonds are, respectively, stronger for DMF-water, NMF-water and FOR-water. In the NMF-water solution, the interaction between the methyl group of the NMF and the oxygen of the water plays a role in the stabilization of the aqueous solution quite similar to that of an H-bond in the FOR-water solution. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Structure of acetone and dimethyl sulfoxide from Monte Carlo simulations and MM2 calculations

The structure of acetone and dimethyl sulfoxide in the liquid phase is investigated using Monte Carlo simulations and MM2 calculations. The principal site - site correlations and degree of structure in both liquids have been investigated. The results showed that dimethyl sulfoxide is more structured than acetone. At short distances the dipoles of neighboring molecules are found to be in antiparallel configurations, but further apart the molecules tend to be aligned predominantly as head to tail. In both liquids there is evidence of strong methyl - oxygen interaction, important to the structure of the liquids. The contacts suggest weak hydrogen bonds between methyl hydrogen and oxygen.

A Monte Carlo Revisiting of N-Methylformamide and Acetone

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Monte Carlo studies of N-methylformamide-dimethyl sulfoxide mixtures

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Monte Carlo thermodynamic and structural properties of the TIP4P water model: dependence on the computational conditions

Classical Monte Carlo simulations were carried out on the NPT ensemble at 25°C and 1 atm, aiming to investigate the ability of the TIP4P water model [Jorgensen, Chandrasekhar, Madura, Impey and Klein; J. Chem. Phys., 79 (1983) 926] to reproduce the newest structural picture of liquid water. The results were compared with recent neutron diffraction data [Soper; Bruni and Ricci; J. Chem. Phys., 106 (1997) 247]. The influence of the computational conditions on the thermodynamic and structural results obtained with this model was also analyzed. The findings were compared with the original ones from Jorgensen et al [above-cited reference plus Mol. Phys., 56 (1985) 1381]. It is notice that the thermodynamic results are dependent on the boundary conditions used, whereas the usual radial distribution functions g(O/O(r)) and g(O/H(r)) do not depend on them.

Simulações de Monte Carlo para os modelos Ising e Blume-Capel em redes complexa

We studied the Ising model ferromagnetic as spin-1/2 and the Blume-Capel model as spin-1, > 0 on small world network, using computer simulation through the Metropolis algorithm. We calculated macroscopic quantities of the system, such as internal energy, magnetization, specific heat, magnetic susceptibility and Binder cumulant. We found for the Ising model the same result obtained by Koreans H. Hong, Beom Jun Kim and M. Y. Choi [6] and critical behavior similar Blume-Capel model

Efeitos da transformação de uma variável com distribuição normal em sua inversa sobre os parâmetros de sua distribuição usando técnicas de Monte Carlo

Foram realizados quatro estudos de simulação para verificar a distribuição de inversas de variáveis com distribuição normal, em função de diferentes variâncias, médias, pontos de truncamentos e tamanhos amostrais. As variáveis simuladas foram GMD, com distribuição normal, representando o ganho médio diário e DIAS, obtido a partir da inversa de GMD, representando dias para se obter determinado peso. em todos os estudos, foi utilizado o sistema SAS® (1990) para simulação dos dados e para posterior análise dos resultados. As médias amostrais de DIAS foram dependentes dos desvios-padrão utilizados na simulação. As análises de regressão mostraram redução da média e do desvio-padrão de DIAS em função do aumento na média de GMD. A inclusão de um ponto de truncamento entre 10 e 25% do valor da média de GMD reduziu a média de GMD e aumentou a de DIAS, quando o coeficiente de variação de GMD foi superior a 25%. O efeito do tamanho dos grupos nas médias de GMD e DIAS não foi significativo, mas o desvio-padrão e CV amostrais médios de GMD aumentaram com o tamanho do grupo. em virtude da dependência entre a média e o desvio-padrão e da variação observada nos desvios-padrão de DIAS em função do tamanho do grupo, a utilização de DIAS como critério de seleção pode diminuir a acurácia da variação. Portanto, para a substituição de GMD por DIAS, é necessária a utilização de um método de análise robusto o suficiente para a eliminação da heterogeneidade de variância.

Protein-Ion Binding Process on Finite Macromolecular Concentration. A Poisson-Boltzmann and Monte Carlo Study

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Percolation of Monte Carlo clusters

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Monte Carlo renormalization group with evolution in the space of parameters

Using data from a single simulation we obtain Monte Carlo renormalization-group information in a finite region of parameter space by adapting the Ferrenberg-Swendsen histogram method. Several quantities are calculated in the two-dimensional N 2 Ashkin-Teller and Ising models to show the feasibility of the method. We show renormalization-group Hamiltonian flows and critical-point location by matching of correlations by doing just two simulations at a single temperature in lattices of different sizes to partially eliminate finite-size effects.