INVESTIGADOR(ES) PRINCIPAL(ES):

Juan Pablo Pelaez Triana

40 horas

Jhon Fredy Ospina Galeano

40 horas

CODIGO CIE

JI3-23-4

Henry Riascos Landazuri

Tutor

13 Horas

Carlos Andrés González Restrepo

Coinvestigador

3 Horas

Alejandro Gómez Huertas

Coinvestigador

3 Horas

TIPO DE CONVOCATORIA

2021. 907 Convocatoria Jóvenes Investigadores E Innovadores En El Marco De La Reactivación Económica 2021

TIPO DE PROYECTO

Investigación Aplicada

OBJETIVO(S)

Objetivo general del proyecto de investigación: Estudiar a través de la teoría y el método de simulación Particle-in-Cell (PIC), las ondas solitarias observadas en la magnetosfera y las inestabilidades del plasma tipo two-stream como su mecanismo de generación.

RESUMEN

En la Universidad Tecnológica de Pereira el déficit de instrumentación y la incapacidad de observar los fenómenos del plasma de primera mano dificultan el estudio de este, por tanto, el uso de herramientas de simulación es de gran interés. A partir de esta premisa se puede dar uso de métodos ya existentes para la simulación de la física del plasma, con el fin de establecer una forma alternativa para su estudio. En el grupo de plasma, láser y aplicaciones, se han desarrollado dos códigos que permiten simular ondas electrostáticas en el plasma, pero debido a la carencia de instrucciones claras sobre su manejo, ha presentado un problema para estudiantes nuevos en el grupo de investigación o para aquellos que nunca han tenido un acercamiento a la programación. En general pretendemos clarificar los mecanismos físicos por lo que se generan las ondas solitarias y las inestabilidades que se presentan, no solo en los plasmas, sino que poder extenderlo a otros fluidos. Atrae mucho la atención las complicadas situaciones físicas originadas por el entorno magnético de la tierra al moverse dentro del plasma. La corona solar, el espacio interestelar, las auroras en la región de la ionosfera, el cinturón de radiación, la región de la magnetosfera que tiene la Magnetopausa como límite enriquecido con actividades del plasma, son de gran estudio por parte de los investigadores. Numerosos autores se esfuerzan para describir las variedades de ondas en el plasma, estables o inestables, despreciando por completo las colisiones de corto alcance. El plasma es un medio dispersivo (el índice de refracción del plasma depende de la frecuencia de la luz) por lo que se puede producir una gran variedad de ondas que, incluye aquellas que surgen de los procesos no lineales. Un balance entre la no linealidad de las ondas y la dispersión conduce a la formación de ondas solitarias, una clase de ondas que se propagan con velocidades constantes a lo largo del tiempo preservando sus formas. Sí, entre estas ondas hay colisiones y sus formas no son alteradas, estas se denominan solitones. Este proyecto pretende mejorar el código preexistente en el grupo de investigación plasma laser y aplicaciones (GPLA) desarrollando nuevas características que permitan el acercamiento a una simulación más fiel al fenómeno real, para ello, se optará por los métodos de la paralelización, la inclusión del término colisional a las ecuaciones que predominan en este tipo de plasma, y la inclusión de los efectos magnéticos presentes en el sistema. Además, se pretende explorar y desarrollar de manera más profunda la optimización del código mediante reducción de uso en memoria activa con memoria de acceso rápido (o RAM) de forma en la cual se permita la construcción de simulaciones en más de una dimensión, limitación que se ha tenido anteriormente en la simulación de este tipo de fenómenos.

ESTADO

Concluido

FECHA DE INICIO

10/03/2022

FECHA DE FINALIZACION

10/04/2023

PRODUCTOS

CONVOCATORIA JÓVENES INVESTIGADORES E INNOVADORES EN EL MARCO DE LA REACTIVACIÓN ECONÓMICA 2021

Proyecto de grado

Desarrollo y prueba de un código bidimensional electromagnético usando el método de Particle in Cell

Artículo en revista indexada

URL

Exploring the Influence of Particle Number Variation on Electrostatic Solitary Waves: A 2D PIC Simulation Study

Artículo en revista indexada

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