Simulador computacional para problemas estacionários de transporte de partículas neutras

Matheus Ribeiro Alves; Odair Pinheiro da Silva

Autores

Matheus Ribeiro Alves
Odair Pinheiro da Silva

Palavras-chave:

Modelagem Computacional, Matemática Aplicada, Transporte de Partículas, Ordenadas Discretas

Resumo

O nêutron é uma partícula eletricamente neutra e essa característica o permite, mesmo com baixíssima energia cinética, penetrar num átomo e entrar em seu núcleo. A modelagem física do fenômeno de transporte de nêutrons é constituída da migração destas partículas no interior de um meio material com a probabilidade de interação com os núcleos dos átomos deste meio. Para fazermos a modelagem matemática, considerando o transporte de partículas neutras, utilizamos a equação linearizada de Boltzmann (DUDERSTADT; MARTIN, 1979). Esta equação de transporte representa um balanço entre produção e perda destas partículas. Por fim, a modelagem computacional se apresenta como ferramenta indispensável na investigação científica, visto que possibilita a realização de experimentos simulados, com segurança, de modo eficiente e com baixo custo. Durante o desenvolvimento da programação do software, foram testadas diferentes linguagens e bibliotecas. Primeiramente, levando em conta o conhecimento dos envolvidos, foram utilizadas/avaliadas as linguagens: JAVA e C#, e posteriormente, com o intuito de construir um software mais eficiente, adotou-se uma linguagem de programação chamada C, para a implementação dos métodos numéricos. Até este ponto, temos implementado os métodos Diamod Difference (DD) e Degrau (Dg). A versão final deste simulador tende a possuir uma interface visual em JAVAFX, biblioteca da linguagem JAVA, integrada ao código escrito em C, utilizando as bibliotecas OpenBLAS e OpenMP. No contexto de um fenômeno físico simples, este projeto envolve três aspectos interdisciplinares: Física Nuclear, Matemática Aplicada e Ciência da Computação.

Biografia do Autor

Odair Pinheiro da Silva

O nêutron é uma partícula eletricamente neutra e essa característica o permite, mesmo com baixíssima energia cinética, penetrar num átomo e entrar em seu núcleo. A modelagem física do fenômeno de transporte de nêutrons é constituída da migração destas partículas no interior de um meio material com a probabilidade de interação com os núcleos dos átomos deste meio. Para fazermos a modelagem matemática, considerando o transporte de partículas neutras, utilizamos a equação linearizada de Boltzmann (DUDERSTADT; MARTIN, 1979). Esta equação de transporte representa um balanço entre produção e perda destas partículas. Por fim, a modelagem computacional se apresenta como ferramenta indispensável na investigação científica, visto que possibilita a realização de experimentos simulados, com segurança, de modo eficiente e com baixo custo. Durante o desenvolvimento da programação do software, foram testadas diferentes linguagens e bibliotecas. Primeiramente, levando em conta o conhecimento dos envolvidos, foram utilizadas/avaliadas as linguagens: JAVA e C#, e posteriormente, com o intuito de construir um software mais eficiente, adotou-se uma linguagem de programação chamada C, para a implementação dos métodos numéricos. Até este ponto, temos implementado os métodos Diamod Difference (DD) e Degrau (Dg). A versão final deste simulador tende a possuir uma interface visual em JAVAFX, biblioteca da linguagem JAVA, integrada ao código escrito em C, utilizando as bibliotecas OpenBLAS e OpenMP. No contexto de um fenômeno físico simples, este projeto envolve três aspectos interdisciplinares: Física Nuclear, Matemática Aplicada e Ciência da Computação.