Implementação paralelizada de métodos de resolução de sistemas algébricos na simulação de reservatórios de gás

Desde a década de 1960, devido à pertinência para a indústria petrolífera, a simulação numérica de reservatórios de petróleo tornou-se uma ferramenta usual e uma intensa área de pesquisa. O principal objetivo da modelagem computacional e do uso de métodos numéricos, para a simulação de reservatórios de petróleo, é o de possibilitar um melhor gerenciamento do campo produtor, de maneira que haja uma maximização na recuperação de hidrocarbonetos. Este trabalho tem como objetivo principal paralelizar, empregando a interface de programação de aplicativo OpenMP (Open Multi-Processing), o método numérico utilizado na resolução do sistema algébrico resultante da discretização da equação que descreve o escoamento monofásico em um reservatório de gás, em termos da variável pressão. O conjunto de equações governantes é formado pela equação da continuidade, por uma expressão para o balanço da quantidade de movimento e por uma equação de estado. A Equação da Difusividade Hidráulica (EDH), para a variável pressão, é obtida a partir deste conjunto de equações fundamentais, sendo então discretizada pela utilização do Método de Diferenças Finitas, com a escolha por uma formulação implícita. Diferentes testes numéricos são realizados a fim de estudar a eficiência computacional das versões paralelizadas dos métodos iterativos de Jacobi, Gauss-Seidel, Sobre-relaxação Sucessiva, Gradientes Conjugados (CG), Gradiente Biconjugado (BiCG) e Gradiente Biconjugado Estabilizado (BiCGStab), visando a uma futura aplicação dos mesmos na simulação de reservatórios de gás. Ressalta-se que a presença de heterogeneidades na rocha reservatório e/ou às não-linearidades presentes na EDH para o escoamento de gás aumentam a necessidade de métodos eficientes do ponto de vista de custo computacional, como é o caso de estratégias usando OpenMP.

Extreme sensitivity of graphene photoconductivity to environmental gases.

Graphene is a single layer of covalently bonded carbon atoms, which was discovered only 8 years ago and yet has already attracted intense research and commercial interest. Initial research focused on its remarkable electronic properties, such as the observation of massless Dirac fermions and the half-integer quantum Hall effect. Now graphene is finding application in touch-screen displays, as channels in high-frequency transistors and in graphene-based integrated circuits. The potential for using the unique properties of graphene in terahertz-frequency electronics is particularly exciting; however, initial experiments probing the terahertz-frequency response of graphene are only just emerging. Here we show that the photoconductivity of graphene at terahertz frequencies is dramatically altered by the adsorption of atmospheric gases, such as nitrogen and oxygen. Furthermore, we observe the signature of terahertz stimulated emission from gas-adsorbed graphene. Our findings highlight the importance of environmental conditions on the design and fabrication of high-speed, graphene-based devices.

Using different carrier gases to control AlN film stress and the effect on morphology, structural properties and optical properties

On the metalorganic chemical vapour deposition growth of AlN, by adjusting H-2+N-2 mixture gas components, we can gradually control island dimension. During the Volmer - Weber growth, the 2-dimensional coalescence of the islands induces an intrinsic tensile stress. Then, this process can control the in-plane stress: with the N-2 content increasing from 0 to 3 slm, the in-plane stress gradually changes from 1.5 GPa tensile stress to - 1.2GPa compressive stress. Especially, with the 0.5 slm N-2 + 2.5 slm H-2 mixture gas, the in-plane stress is only 0.1 GPa, which is close to the complete relaxation state. Under this condition, this sample has good crystal and optical qualities.