globals [ linha ;; frente de óleo percolado oleo-total ;; quantidade de solo saturado com óleo ;; desde início de simulação ] to preparar ca set oleo-total 0 ask patches [ set pcolor brown ;; óleo não saturado if (pxcor = screen-edge-x) [ set pcolor yellow ] ;; coloca fronteira no lado direito do ecrã ;; previne que óleo salte a fronteira ] set linha patches with [pycor = screen-edge-y] ask linha [ if (pxcor mod 2 = 0) and (pcolor != yellow) [ set pcolor red ] ;; inicializa uma linha de óleo ;; representada por patches vermelhos ] do-plot end to executar if not any? linha with [pcolor = red] [ stop ] percolar do-plot verificar end to percolar ask linha with [pcolor = red] [ ;; óleo percola para os dois patches a sudeste e sudoeste ask patches at-points [[-1 -1] [1 -1]] [ if (pcolor = brown) and (random-float 100 < porosidade) [ set pcolor red ] ] set pcolor black set oleo-total oleo-total + 1 ] set linha patches-from linha [patch-at 0 -1] end to verificar ;; caso óleo atinja margem inferior do ecrã este é apagado ;; e simulação continua no topo if pycor-of one-of linha = screen-edge-y [ display ask patches with [pcolor = black] [ set pcolor brown ] ] end to do-plot set-current-plot "Óleo Percolado" plot count linha with [pcolor = red] set-current-plot "Terra Contaminada" plot oleo-total end ; Versão ICES Copyright 2004, Centro de Física Teórica e Computacional ; *** NetLogo Model Copyright Notice *** ; ; This model was created as part of the project: CONNECTED MATHEMATICS: ; MAKING SENSE OF COMPLEX PHENOMENA THROUGH BUILDING OBJECT-BASED PARALLEL ; MODELS (OBPML). The project gratefully acknowledges the support of the ; National Science Foundation (Applications of Advanced Technologies ; Program) -- grant numbers RED #9552950 and REC #9632612. ; ; Copyright 1997 by Uri Wilensky. All rights reserved. ; ; Permission to use, modify or redistribute this model is hereby granted, ; provided that both of the following requirements are followed: ; a) this copyright notice is included. ; b) this model will not be redistributed for profit without permission ; from Uri Wilensky. ; Contact Uri Wilensky for appropriate licenses for redistribution for ; profit. ; ; This model was converted to NetLogo as part of the project: ; PARTICIPATORY SIMULATIONS: NETWORK-BASED DESIGN FOR SYSTEMS LEARNING IN ; CLASSROOMS. The project gratefully acknowledges the support of the ; National Science Foundation (REPP program) -- grant number REC #9814682. ; Converted from StarLogoT to NetLogo, 2001. Updated 2002. ; ; To refer to this model in academic publications, please use: ; Wilensky, U. (1997). NetLogo Diffusion Graphics model. ; http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/DiffusionGraphics. ; Center for Connected Learning and Computer-Based Modeling, ; Northwestern University, Evanston, IL. ; ; In other publications, please use: ; Copyright 1998 by Uri Wilensky. All rights reserved. See ; http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/DiffusionGraphics ; for terms of use. ; ; *** End of NetLogo Model Copyright Notice *** @#$#@#$#@ GRAPHICS-WINDOW 233 30 629 600 100 140 1.9204 0 10 1 1 1 CC-WINDOW 4 476 225 602 Command Center BUTTON 8 16 89 49 preparar preparar NIL 1 T OBSERVER T BUTTON 103 16 192 49 executar executar T 1 T OBSERVER NIL SLIDER 4 90 195 123 porosidade porosidade 0.0 99.0 64.5 0.5 1 % PLOT 5 126 226 298 Óleo Percolado tempo óleo 0.0 30.0 0.0 50.0 true false PENS "default" 1.0 0 -65536 true PLOT 5 301 226 473 Terra Contaminada tempo óleo total 0.0 30.0 0.0 400.0 true false BUTTON 8 55 158 88 executar uma vez executar NIL 1 T OBSERVER T @#$#@#$#@ Introdução ----------- Este modelo simula a infiltração de uma quantidade de óleo derramado em solos permeáveis. O modelo baseia-se numa versão simples de percolação dirigida. O tipo de fluxo e a extensão do derrame dependem da porosidade do solo, que determina a probabilidade de percolação. O comportamento do sistema depende críticamente desta probabilidade. O modelo é caracterizado por dois regimes: fluxos contínuos (derrames extensos) para porosidades elevadas e fluxos superficiais (derrames confinados) para porosidades baixas. A transição entre os dois regimes é rápida e ocorre numa gama estreita de porosidades. Utilização ------------ O óleo derramado é representado por patches vermelhos (gotas de óleo) que ocupam toda a largura no topo da caixa de simulação. As gotas infiltram-se no solo, na diagonal, para a direita e para a esquerda, com uma probabilidade que varia entre zero e um. Esta probabilidade é determinada pela porosidade do solo que pode ser escolhida pelo utilizador. Os patches castanhos representam o solo através do qual o óleo flui sob a acção da gravidade. A porosidade caracteriza a maior ou menor resistência do solo ao fluxo de óleo: é nula nos solos impermeáveis e 100% no limite oposto. A probabilidade de infiltração aumenta com a porosidade do solo. Quanto mais permeável for o solo maior é a probabilidade do óleo atingir as camadas mais profundas. A propagação do fluido num meio poroso chama-se percolação. O Netlogo usa condições de fronteira periódicas, pelo que o óleo que chega ao fundo da caixa de simulação pode continuar a infiltrar-se a partir do topo. O programa pára automaticamente quando a frente de óleo deixa de avançar. Os gráficos mostram a extensão da frente de óleo (vermelho) e a quantidade de solo saturado/contaminado (preto). Questões --------- 1) Corra simulações para diferentes valores da porosidade. O que observa nos padrões de solo contaminado ? Como dependem da porosidade ? 2) Determine os valores da porosidade para os quais a percolação é contínua e os valores para os quais a frente de óleo pára. 3) Observe o tamanho da frente de óleo. O valor final desta frente é o mesmo ? Ou depende da porosidade ? 4) Finalmente observe a quantidade de solo contaminado. Para solos (muito) porosos esta quantidade pode ser estimada fácilmente. Adivinhe como. Verifique utilizando os valores registados no gráfico. O que acontece no outro limite, para solos quase impermeáveis ? 5) A região intermédia, com porosidade á volta de 64,5%, é a mais interessante. Para esta porosidade o sistema (infinito) exibe uma transição de percolação, que separa o regime de fluxos contínuos (derrames extensos) do regime de fluxos superficiais (derrames confinados). Corra várias simulações para este valor da porosidade. Observe os padrões de solo contaminado. Como depende a quantidade de solo contaminado da largura da caixa e do tempo de simulação ? NOTA:Na transição de percolação o solo contaminado forma um agregado fractal, ao contrário do que acontece quando a porosidade é suficientemente elevada. Constatação do facto Variantes e Extensões --------------------- Adicione um slider que permita controlar a quantidade de óleo derramada e use este parâmetro para prever a profundidade a que uma determinada quantidade de óleo pode chegar, para um dado tipo de solo. Repita as simulações para tipos de solos diferentes. Torne o modelo mais realista fazendo a porosidade depender da profundidade do solo. Repita as simulações. Observa algumas diferenças relativamente ao modelo original ? Use a largura da caixa de simulação como um parâmetro adicional e verifique a dependência do fluxo nesta quantidade. Use a largura da caixa de simulação como um parâmetro adicional e verifique a dependência do fluxo nesta quantidade. @#$#@#$#@ default true 0 Polygon -7566196 true true 150 5 40 250 150 205 260 250 @#$#@#$#@ NetLogo 2.0.0 @#$#@#$#@ setup repeat screen-size-y - 1 [ go ] @#$#@#$#@ @#$#@#$#@