Escuela de Física
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Browsing Escuela de Física by browse.metadata.evaluator "Flórez Torres, Manuel Alberto"
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Item Análisis de la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz en plasmas parcialmente ionizados con términos de ionización y recombinación en la magnetósfera terrestre(Universidad Industrial de Santander, 2023-03-13) Gómez Romero, Katherin Paola; Lora Clavijo, Fabio Duvan; Nieto Guerrero, Carlos Mauricio; Flórez Torres, Manuel AlbertoLa inestabilidad de Kelvin-Helmholtz es un fenómeno común de la naturaleza ya que está presente en diferentes entornos, particularmente, astrofísicos. La inestabilidad de Kelvin-Helmholtz ha sido estudiada en múltiples ocasiones en distintos contextos, como en prominencias solares, en la magnetopausa de distintos planetas, la magnetósfera terrestre, entre otros. Al ser un fenómeno tan común es necesario un entendimiento completo de su dinámica. Con el fin de entender la dinámica de este fenómeno se hace necesario construir un modelo matemático, el cual corresponde a la magnetohidrodinámica. En este trabajo de grado se analiza la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz haciendo uso de la magnetohidrodinámica, teniendo en cuenta fenómenos como las colisiones entre las diferentes especies del plasma, y los procesos de ionización y recombinación. Para esto, se hizo uso del código MAGNUS, un código de computación paralela que resuelve las ecuaciones de la MHD mediante esquemas de alta resolución. Para determinar los efectos de los fenómenos de ionización y recombinación, se implementó en MAGNUS un modelo experimental para dichos fenómenos. Adicionalmente, se estudió la dinámica de la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz en la magnetósfera de la Tierra como una aplicación práctica. Se encontró que las colisiones, tanto elásticas como inelásticas, participan activamente en la amplificación del campo magnético, y que dicha amplificación está presente en la magnetósfera de la Tierra debido a la formación de la inestabilidad de Kelvin-Helmholtz. Además, se comprobó que las colisiones elásticas llevan a que los dos sistemas, tanto de partículas cargadas como neutras, tengan dinámicas similares. Por otro lado, se encontró que las zonas donde se forman los vórtices característicos de la KHI son regiones de máximos de recombinación, y representan a su vez máximos de densidad de masa, momento y energía para ambos fluidos.Item Efecto Sagnac y otros efectos relativistas en el sistema satelital de navegación global - GPS(Universidad Industrial de Santander, 2023-03-01) Viveros Sanabria, Dennis Katherine; Guitiérrez Piñeres, Antonio Calixto; Nieto Guerrero, Carlos Mauricio; Rodríguez Ruíz, José Fernando; Flórez Torres, Manuel AlbertoEl efecto Sagnac y otros efectos relativistas, como el efecto Doppler, la dilatación del tiempo, las perturbaciones debidas al cambio en las órbitas y los efectos debidos a otros cuerpos en el sistema solar, deben ser tenidos en cuenta en los sistemas satelitales de navegación global (GNSS) porque todos aportan correcciones importantes en la recepción de la información. Por eso, en este trabajo se estudió teóricamente la presencia de todos los efectos mencionados anteriormente en el GPS, el sistema global de navegación satelital más conocido del mundo. Además, también se calcularon los tiempos de llegada de las señales para una métrica estática y una métrica estacionaria con tres potenciales distintos, los cuales buscan describir la tierra lo mejor posible, de allí se obtuvo que las correcciones debidas a la rotación de la tierra son del orden de los picosegundos. Por último, con el ánimo de caracterizar las métricas que se usaron, se calcularon los invariantes de curvatura de Kretschmann, Chern-Pontryagin y Euler, para cada una de las métricas con tres potenciales distintos. Estos invariantes mostraron que para la métrica estática los resultados son funciones que dependen de r y θ, en cambio para la métrica estacionaria los resultados son funciones que dependen de r, θ y ωE, donde ωE es la frecuencia angular de rotación de la tierra.Item Impacto del efecto Hall y la difusión ambipolar en la tasa de reconexión magnética y la distribución de energía en la magnetocola terrestre(Universidad Industrial de Santander, 2023-03-10) Landinez Rangel, Gabriela; Lora Clavijo, Fabio Duvan; Flórez Torres, Manuel Alberto; Sanabria Gómez, José DavidLos procesos físicos que ocurren en la magnetosfera terrestre determinan cómo la masa y la energía del Sol afectan la Tierra, por lo que el estudio de la magnetosfera y su interacción con el viento solar es fundamental para comprender y predecir el clima espacial. Parte de esta interacción ocurre a través del proceso de reconexión magnética que se da en la magnetocola terrestre, donde el valor de la tasa de reconexión es una cantidad de interés debido a su relación con las perturbaciones geomagnéticas. Sin embargo, existe un problema abierto en torno al tema, pues se desconoce el fenómeno responsable de que la tasa tenga un valor del orden de 0.1. En el presente trabajo se realiza una comparación sistemática de simulaciones con efecto Hall y difusión ambipolar, con el fin de determinar su impacto en el valor de la tasa de reconexión. Las simulaciones numéricas son obtenidas a partir de la inclusión y modificación de subrutinas en MAGNUS, un código magnetohidrodinámico con el cual se estudian cuatro casos: resistivo, resistivo+Hall, resistivo+ambipolar, resistivo+Hall+ambipolar. Los resultados de esta tesis muestran que, para el modelo propuesto en el Geospace Environmental Modeling reconnection challenge, la presencia del efecto Hall produce un aumento significativo del flujo reconectado. La difusión ambipolar produce aumentos en el flujo respecto al caso únicamente resistivo, pero no tan grandes como los obtenidos con el efecto Hall. Finalmente, los cuatro casos de simulación se estudian usando otro modelo con magnitudes físicas características de la magnetocola terrestre. Allí las tasas de reconexión alcanzan valores cercanos a 0.1 para el caso resistivo+Hall+ambipolar seguido del resistivo+Hall, indicando que el efecto Hall es fundamental para obtener tasas con este valor, pero que también la difusión ambipolar juega un papel relevante.Item Inversión bayesiana unidimensional para el caso de la magnetotelúrica(Universidad Industrial de Santander, 2023-05-25) Ariza Serrano, Geraldine Andrea; Pinto Hernández, William; Sanabria Gómez, José David; Plata Gómez, Arturo; Flórez Torres, Manuel AlbertoLa inversión magnetotelúrica es una herramienta útil para la exploración del subsuelo ya que proporciona información sobre la composición mineral. Por ello, se realizó el estudio del método geofísico magnetotelúrico (MT), mediante campos electromagnéticos naturales para determinar la resistividad del subsuelo a diferentes profundidades. De esta manera, se empleó un proceso de inversión bayesiana haciendo uso del método de Markov Chain Monte Carlo (MCMC) utilizando el algoritmo de Metropolis-Hastings (MH) para obtener información detallada sobre la distribución de la resistividad en el subsuelo. Posteriormente, se hizo el ejemplo para el modelo más sencillo con espesores variables para luego aplicar este análisis a un modelo de 25 capas con espesores constantes debido a las limitaciones que presenta el modelo al tener los espesores variables. Con base en estos resultados, se llevó a cabo un proceso de selección de modelos para estimar el número real de capas en estos ejemplos. Los resultados muestran la viabilidad del método y otorgan no solo un valor único sino una distribución de la densidad de probabilidad.