Estudio numérico de corrientes laminares magnetohidrodinámicas relativistas en un fluido polarizado magnéticamente

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dc.contributor.advisorLora Clavijo, Fabio Duván
dc.contributor.advisorPimentel Díaz, Oscar Mauricio
dc.contributor.authorAmado Dugarte, José Miguel
dc.date.accessioned2024-03-04T01:21:40Z
dc.date.available2021
dc.date.available2024-03-04T01:21:40Z
dc.date.created2021
dc.date.issued2021
dc.description.abstractLa reconexión magnética es un mecanismo natural de conversión de energía que toma lugar en fluidosconductores tales como plasmas. Este proceso transforma la energía magnética del sistema en energía cinética o enenergía térmica. Por lo tanto, este mecanismo ha sido propuesto para explicar las elevadas temperaturas y grandescantidades de energía emitidas en varios sistemas de interés astrofísico. Diferentes modelos teóricos apuntan a quelas corrientes laminares pueden desencadenar el fenómeno de reconexión, lo cual hace que su estudio sea de vitalimportancia para la astrofísica de altas energías. Adicionalmente, simulaciones numéricas han mostrado que la polarización magnética del plasma puede ser relevante en sistemas con presencia de campos magnéticos intensos. Debidoa lo anterior, en el presente trabajo se empleó el formalismo de la Magnetohidrodinámica Resistiva en RelatividadGeneral (GRRMHD) para obtener una primera aproximación a los efectos introducidos por la polarización magnéticaen el proceso de Reconexión. Para llevar a cabo este propósito, esta tesis muestra por primera vez el sistema de ecuaciones correspondiente a la GRRMHD con polarización electromagnética, el cual fue escrito en forma conservativaempleando la formulación de Valencia. Este sistema de ecuaciones fue implementado en el código CAFE considerando un espaciotiempo de Minkowski y polarización eléctrica nula. Esto convierte a CAFE en el primer código queresuelve las ecuaciones de la RRMHD con polarización magnética para materiales lineales e isótropos. Finalmente, sepresentan las simulaciones de Reconexión Magnética considerando como dato inicial una corriente laminar de Harris.Se muestra que la energía magnética disipada será mayor para el caso diamagnético y menor en el paramagnéticorespecto al fluido no polarizado. Sin embargo, las energías cinética e interna específica presentan valores mayores en el caso diamagnético y valores menores en el caso paramagnético comparado con fluido no polarizado.
dc.description.abstractenglishMagnetic reconnection is a natural mechanism of energy conversion that takes place in conductive fluidssuch as plasma. This process transforms the magnetic energy of the system either into kinetic energy or into thermalenergy. Therefore, this mechanism has been proposed as an explanation of the high temperatures and great amountsof energy emitted in several systems of astrophysics interest. Different theoretical models indicate that Current Sheetsmay trigger the Reconnection phenomenon, making its study of vital importance in high energy astrophysics. In addition to this, numerical simulations have shown that magnetic polarization of plasma may be relevant in systems withintense magnetic fields. Due to the above, the formalism of General Relativistic Resistive Magnetohydrodynamics(GRRMHD) was employed in order to obtain a first approximation to the effects introduced by magnetic polarizationin the Reconection process. In order to accomplish this purpose, this thesis shows for the first time the equation systemcorresponding to the GRRMHD with electromagnetic polarization, which was written in conservative form followingthe Valencia formulation. This equation system was implemented in the CAFE code considering a Minkowski spacetime and zero electric polarization. This makes CAFE the first code that solves the RRMHD equations with magneticpolarization for linear and isotropic materials. Finally, the magnetic reconnection simulations are presented taking asthe initial data a Harris current sheet. Here it is shown that dissipated magnetic energy will be bigger for the diamagnetic and smaller for the paramagnetic case with respect to the non polarized fluid. However, kinetic energy and internalspecific energy show bigger values in the diamagnetic case and smaller values in the paramagnetic case in comparison with the non polarized fluid.
dc.description.degreelevelPregrado
dc.description.degreenameFísico
dc.format.mimetypeapplication/pdf
dc.identifier.instnameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponameUniversidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourlhttps://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.urihttps://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/41904
dc.language.isospa
dc.publisherUniversidad Industrial de Santander
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias
dc.publisher.programFísica
dc.publisher.schoolEscuela de Física
dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.licenseAttribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0)
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0
dc.subjectReconexión magnética
dc.subjectCorrientes laminares
dc.subjectMagnetohidrodinámica resistiva
dc.subjectPolarización magnética
dc.subjectDescomposición 3 + 1 de la Relatividad General.
dc.subject.keywordMagnetic reconnection
dc.subject.keywordCurrent sheets
dc.subject.keywordResistive magnetohydrodynamics
dc.subject.keywordMagnetic polarization
dc.subject.keyword3 + | descomposition of General Relativity.
dc.titleEstudio numérico de corrientes laminares magnetohidrodinámicas relativistas en un fluido polarizado magnéticamente
dc.title.englishNumerical study of relativistic magnetohydrodynamic current sheets in a magnetic polarized fluid.
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.hasversionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.localTesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado
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