Resultados e produtos obtidos

Até o momento, o software obtido é capaz de simular a difusão de até duzentas moléculas simples, de formato esférico e raio entre 0,31 Å e 2,98 Å, que são, respectivamente, os raios médios calculados do átomo de Hélio e de Césio, o menor e o maior dentre os calculados [18]. Esta simulação pode ser feita dentro de um cubo de tamanho entre $10^2$ Å e $10^5$ Å ou dentro de um cilindro de raio $10^2$ Å e altura entre $10^2$ Å e $10^5$ Å. A temperatura neste meio pode variar de 0,01 K a 5000,0 K.

Executando a simulação num computador com um processador de dois núcleos a 1,66 GHz, com 512 MB de memória, a taxa de atualização observada foi sempre em torno de sessenta quadros por segundo, que é a taxa esperada, embora a atualização da cena tridimensional nem sempre seja feita na mesma velocidade.

Foi possível constatar uma dificuldade razoável para refatorar o programa, em parte devido à falta de ferramentas para ajudar neste processo. No entanto, as refatorações ajudaram bastante a melhorar a arquitetura e a incluir novas funcionalidades no sistema. A arquitetura ainda está longe da ideal, mas já se mostra bastante flexível. Com a adoção do padrão MVC, será possível aproveitar o programa mesmo sem a interface gráfica, para uma simulação exclusivamente numérica.

Foi difícil manter os testes a priori, conforme recomenda a metodologia ágil adotada. Grande parte do código, especialmente a parte escrita depois do carregamento dinâmico da interface, não foi desenvolvida conforme recomendado. No fim, apenas as classes Vector e Environment tiveram testes unitários escritos para elas.

Como a simulação ainda é bastante simples, não foi possível validar os valores obtidos com a equação de Einstein para a difusão. O modelo da simulação desenvolvido até o momento considera as moléculas como esferas rígidas, regidas apenas pelas leis da mecânica. Ainda não foram consideradas forças de origem elétrica e magnética. Entretanto, já é possível observar algumas associações entre variáveis que eram esperadas.

A Figura 14 mostra o resultado da simulação do movimento browniano em ambientes diferentes. É possível notar que no cubo a difusividade não segue um padrão claro, enquanto que, no cilindro, é possível notar que a difusividade foi maior no sentido da altura. Também é possível perceber que a densidade de moléculas no cilindro é bem maior que no cubo pelo nível de preenchimento do ambiente de difusão pelas trajetórias.

Figura 14: Comparativo de difusividade num cubo de lado 1000Å e num cilindro de raio 100Å e altura 1000Å por meio das trajetórias descritas por 100 moléculas em 5ns de simulação a 273K.

Figura 15: Comparativo da difusividade sob diferentes condições de temperatura e pressão. Em (a) e (b), 100 moléculas estão num cubo de lado igual a 1000Å mas, em (a), a temperatura é de 73K enquanto que, em (b), a temperatura é de 273K. Em (c) e (d), o ambiente de difusão é um cubo de 150Å de lado a 273K mas, no primeiro, temos apenas 25 moléculas, contra 100 do último.

(a)	(b)
(c)	(d)

A Figura 15 mostra o resultado da simulação para diferentes condições de temperatura e pressão (número de moléculas no volume). A variação de cor indica há quanto tempo uma molécula colidiu pela última vez, dando uma idéia do coeficiente de difusão; quanto mais vermelha a molécula, mais recentemente ela colidiu. Assim, é possível notar que, nas figuras 15(a) e 15(c), a difusão é mais rápida (poucas colisões), devido à baixa temperatura em (a) e à baixa pressão em (c).