Modelagem da dinâmica de rugosidade de superfície metálica devido à corrosão em sensor óptico

Abstract

Esta dissertação apresenta uma modelagem computacional da dinâmica de rugosidade de superfície gerada durante o processo de corrosão de um elemento transdutor metálico do sensor à fibra óptica. Tal modelagem é implementada num software dedicado de simulação multifísica que faz uso do Método dos Elementos Finitos. Considerando que a rugosidade de superfície pode ser definida por geometria fractal, que pode ser complexa, é proposta nesta dissertação uma forma alternativa e simples para modelar a superfície rugosa e a sua dinâmica sob corrosão. Para a modelagem computacional, é definida uma função periódica, chamada de função rugosidade, onde seus parâmetros são ajustados com dados experimentais do processo de corrosão. Os resultados da simulação computacional são comparados com um modelo analítico, que faz uso das equações de Fresnel. Nos resultados da simulação, é observado o acoplamento do sinal óptico na superfície rugosa do filme metálico. Esse acoplamento observado é explicado pelo fenômeno de Ressonância de Plásmon de Superfície. A modelagem proposta nesta dissertação apresenta excelente ajuste aos resultados experimentais.