Dinâmica de Partículas Auto - Propelidas

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2011
Autor(a) principal: Cambuí, Dorilson Silva
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal da Paraí­ba
BR
Física
Programa de Pós-Graduação em Física
UFPB
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5701
Resumo: In this work, we study the collective behaviour of living systems whose aggregates form organized groups such as flocks of birds, herds of mamals and schools of fishes. Through numerical simulations, we model the collective movement of a school of fishes using behavioural rules similar to the ones proposed by Couzin et al. [23], that investigates the spatial dynamics of animals groups. The model presents three interaction zones: repulsion, orientation and attraction. Our results for the distributions of nearest neighbour distance, the diference of orientation between the velocities of neighbour fishes and the cooperativeness of the school are in good agreement with experimental measurements. A simpler way to describe the collective motion of several groups of organisms was introduced by Vicsek et al. [10]. This model presents only one interaction region, called orientation zone and considers point particles moving off lattice at constant speed adjusting their direction of motion to that of the average velocity of their neighbors, being subject to some noisy term. A second-order transition between an ordered state and a disordered regime was found. However, Gregoire and Chate [12] contest the nature of such phase transition as being of first order. Indeed, this transition is related to the way of introducing the noise into the system. In this sense, we present a comparative study on noise in two system of self-propelled particle (Vicsek model and Gregoire model) with the aim of understanding the role of the noise on some observables such as polarization, distributions of the nearest neighbour distances, difference of orientations between neighbour particles, the order parameter and the Binder cumulant.
id UFPB_48005fa304578d4e46b1bdaf49e4fa6a
oai_identifier_str oai:repositorio.ufpb.br:tede/5701
network_acronym_str UFPB
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
repository_id_str
spelling Dinâmica de Partículas Auto - PropelidasParticulas auto-propelidasComportamento coletivoAgregados biológicosZonas de interaçãoTransição de fasesRuídoParâmetro de ordemAlinhamento direcionalSelf-propelled particlesCollective behaviorBiological aggregatesInteraction zonesPhase transitionNoiseOrder parameterDirectional alignmentCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAIn this work, we study the collective behaviour of living systems whose aggregates form organized groups such as flocks of birds, herds of mamals and schools of fishes. Through numerical simulations, we model the collective movement of a school of fishes using behavioural rules similar to the ones proposed by Couzin et al. [23], that investigates the spatial dynamics of animals groups. The model presents three interaction zones: repulsion, orientation and attraction. Our results for the distributions of nearest neighbour distance, the diference of orientation between the velocities of neighbour fishes and the cooperativeness of the school are in good agreement with experimental measurements. A simpler way to describe the collective motion of several groups of organisms was introduced by Vicsek et al. [10]. This model presents only one interaction region, called orientation zone and considers point particles moving off lattice at constant speed adjusting their direction of motion to that of the average velocity of their neighbors, being subject to some noisy term. A second-order transition between an ordered state and a disordered regime was found. However, Gregoire and Chate [12] contest the nature of such phase transition as being of first order. Indeed, this transition is related to the way of introducing the noise into the system. In this sense, we present a comparative study on noise in two system of self-propelled particle (Vicsek model and Gregoire model) with the aim of understanding the role of the noise on some observables such as polarization, distributions of the nearest neighbour distances, difference of orientations between neighbour particles, the order parameter and the Binder cumulant.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESNeste trabalho, estudamos o comportamento coletivo de sistemas vivos cujos agregados formam grupos organizados tais como bandos de pássaros, rebanhos de mamíferos e cardumes de peixes. Através de simulações numéricas, modelamos o movimento coletivo de cardumes de peixes usando regras comportamentais similares áquelas propostas por Cousin et al.[23], que investigam a dinâmica espacial de grupos de animais. O modelo apresenta três zonas de interação: repulsão, orientação e atração. Nossos resultados para as distribuições das distâncias entre vizinhos mais próximos, a diferença de orientação entre as velocidades de peixes vizinhos e a cooperatividade do cardume estão de bom acordo com medidas experimentais. Uma maneira mais simples para descrever o movimento coletivo de vários grupos de organismos foi introduzido por Vicsek et al. [10]. Este modelo apresenta somente uma região de interação, chamada zona de orientação e considera partículas pontuais movendo na rede com uma velocidade constante ajustando sua direção de movimento à velocidade média de seus vizinhos, estando sujeita a algum termo ruidoso. Uma transição de segunda ordem entre um estado ordenado e um regime desordenado foi encontrado. Porém, Gregoire e Chaté [12] contestam a natureza da transição de fase como sendo de primeira ordem. Na verdade, está transição está relacionada à forma de introduzir o ruído no sistema. Neste sentido, apresentamos um estudo comparativo sobre o ruído em dois sistemas de partículas auto-propelidas (modelo de Vicsek e modelo de Gregoire) com o objetivo de compreender o papel do ruído em alguns observáveis tais como a polarização, distribuições das distâncias entre vizinhos mais próximos, diferença de orientação entre partículas vizinhas, o parâmetro de ordem e o cumulante de Binder.Universidade Federal da Paraí­baBRFísicaPrograma de Pós-Graduação em FísicaUFPBRosas, Alexandre da Silvahttp://lattes.cnpq.br/0758283899410437Cambuí, Dorilson Silva2015-05-14T12:14:00Z2018-07-21T00:09:01Z2012-01-092018-07-21T00:09:01Z2011-02-28info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfCAMBUÍ, Dorilson Silva. Dinâmica de partículas auto - propelidas. 2011. 86 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal da Paraí­ba, João Pessoa, 2011.https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5701porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2018-09-06T00:24:55Zoai:repositorio.ufpb.br:tede/5701Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2018-09-06T00:24:55Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false
dc.title.none.fl_str_mv Dinâmica de Partículas Auto - Propelidas
title Dinâmica de Partículas Auto - Propelidas
spellingShingle Dinâmica de Partículas Auto - Propelidas
Cambuí, Dorilson Silva
Particulas auto-propelidas
Comportamento coletivo
Agregados biológicos
Zonas de interação
Transição de fases
Ruído
Parâmetro de ordem
Alinhamento direcional
Self-propelled particles
Collective behavior
Biological aggregates
Interaction zones
Phase transition
Noise
Order parameter
Directional alignment
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
title_short Dinâmica de Partículas Auto - Propelidas
title_full Dinâmica de Partículas Auto - Propelidas
title_fullStr Dinâmica de Partículas Auto - Propelidas
title_full_unstemmed Dinâmica de Partículas Auto - Propelidas
title_sort Dinâmica de Partículas Auto - Propelidas
author Cambuí, Dorilson Silva
author_facet Cambuí, Dorilson Silva
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Rosas, Alexandre da Silva
http://lattes.cnpq.br/0758283899410437
dc.contributor.author.fl_str_mv Cambuí, Dorilson Silva
dc.subject.por.fl_str_mv Particulas auto-propelidas
Comportamento coletivo
Agregados biológicos
Zonas de interação
Transição de fases
Ruído
Parâmetro de ordem
Alinhamento direcional
Self-propelled particles
Collective behavior
Biological aggregates
Interaction zones
Phase transition
Noise
Order parameter
Directional alignment
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
topic Particulas auto-propelidas
Comportamento coletivo
Agregados biológicos
Zonas de interação
Transição de fases
Ruído
Parâmetro de ordem
Alinhamento direcional
Self-propelled particles
Collective behavior
Biological aggregates
Interaction zones
Phase transition
Noise
Order parameter
Directional alignment
CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA
description In this work, we study the collective behaviour of living systems whose aggregates form organized groups such as flocks of birds, herds of mamals and schools of fishes. Through numerical simulations, we model the collective movement of a school of fishes using behavioural rules similar to the ones proposed by Couzin et al. [23], that investigates the spatial dynamics of animals groups. The model presents three interaction zones: repulsion, orientation and attraction. Our results for the distributions of nearest neighbour distance, the diference of orientation between the velocities of neighbour fishes and the cooperativeness of the school are in good agreement with experimental measurements. A simpler way to describe the collective motion of several groups of organisms was introduced by Vicsek et al. [10]. This model presents only one interaction region, called orientation zone and considers point particles moving off lattice at constant speed adjusting their direction of motion to that of the average velocity of their neighbors, being subject to some noisy term. A second-order transition between an ordered state and a disordered regime was found. However, Gregoire and Chate [12] contest the nature of such phase transition as being of first order. Indeed, this transition is related to the way of introducing the noise into the system. In this sense, we present a comparative study on noise in two system of self-propelled particle (Vicsek model and Gregoire model) with the aim of understanding the role of the noise on some observables such as polarization, distributions of the nearest neighbour distances, difference of orientations between neighbour particles, the order parameter and the Binder cumulant.
publishDate 2011
dc.date.none.fl_str_mv 2011-02-28
2012-01-09
2015-05-14T12:14:00Z
2018-07-21T00:09:01Z
2018-07-21T00:09:01Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv CAMBUÍ, Dorilson Silva. Dinâmica de partículas auto - propelidas. 2011. 86 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal da Paraí­ba, João Pessoa, 2011.
https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5701
identifier_str_mv CAMBUÍ, Dorilson Silva. Dinâmica de partículas auto - propelidas. 2011. 86 f. Tese (Doutorado em Física) - Universidade Federal da Paraí­ba, João Pessoa, 2011.
url https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/tede/5701
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal da Paraí­ba
BR
Física
Programa de Pós-Graduação em Física
UFPB
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal da Paraí­ba
BR
Física
Programa de Pós-Graduação em Física
UFPB
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
instname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
instacron:UFPB
instname_str Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
instacron_str UFPB
institution UFPB
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)
repository.mail.fl_str_mv diretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.br
_version_ 1801843132531212288