O estudo de simulações da magnetohidrodinâmica via método de Lattice Boltzmann
| dc.contributor.advisor1 | Belich Júnior, Humberto | |
| dc.contributor.advisor1ID | https://orcid.org/ | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3879935393431243 | |
| dc.contributor.author | Tristão, Mário Horta | |
| dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0009-0006-0451-7885 | |
| dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/7133081641575863 | |
| dc.contributor.referee1 | Paz, Wendel Silva | |
| dc.contributor.referee1ID | https://orcid.org/0000-0001-5737-0633 | |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8332147920469110 | |
| dc.contributor.referee2 | Mota, Vinicius Candido | |
| dc.contributor.referee2ID | https://orcid.org/0000000183680803 | |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/4038237972209273 | |
| dc.contributor.referee3 | Martins, Ramon Silva | |
| dc.contributor.referee3ID | https://orcid.org/0000-0002-4905-1453 | |
| dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/0642654456195324 | |
| dc.contributor.referee4 | Firme, Andre Bessadas Penna | |
| dc.date.accessioned | 2024-05-30T01:42:00Z | |
| dc.date.available | 2024-05-30T01:42:00Z | |
| dc.date.issued | 2023-06-14 | |
| dc.description.abstract | The studies of plasma dynamics present many challenges in theoretical physics due to their set of non-linear equations, making their behaviors complex for analytical descriptions, being barely possible for simplified cases. Therefore, it is necessary to use numerical methods for better understanding of their behaviors in situations close to reality. This dissertation presents revisions of the theory of fluid dynamics to build the model of magnetoidrodynamics in lattice Boltzmann (LB) and its applications being two-dimensional with nine discrete velocities (D2Q9) through computer codes in the Python language, using the libraries NumPy and Matplotlib. The simulated models form the vortices of an incompressible Newtonian fluid, the vortices in the conducting fluid through the Orszang-Tang model and the Hartmann flow. The LB method is a numerical approach that operates at the mesoscopic scale and is therefore used as a solution to the statistics of the particle distribution function instead of directly solving the non-linear coupling equations of the Navier-Stokes equations and the equations of the magnetohydrodynamics (MHD). The method applied to the MHD is highly parallel, capable of substituting the difficult solution of the nonlinear convective derivatives of the MHD by a simple linear advective in the lattice. New methods in LB, currently, are being created and improved, demonstrating more and more numerical stabilities, significant for computational applications, being also strong candidates for simulations close to real. | |
| dc.description.resumo | Os estudos da dinâmica de plasma apresentam diversos desafios em Física teórica devido ao seu conjunto de equações não-lineares, tornando-os complexos para descrições analíticas dos seus comportamentos, sendo apenas possíveis para casos simplificados. Portanto, faz-se necessário o uso de métodos numéricos para maiores compreensões de seus comportamentos em situações próximas da realidade. Esta dissertação de Mestrado apresenta revisões da teoria da dinâmica de fluidos para se construir o modelo da magnetoidrodinâmica em lattice Boltzmann (LB) e suas aplicações sendo bidimensionais com nove velocidades discretas (D2Q9) através de códigos computacionais em linguagem Python, utilizando as bibliotecas NumPy e Matplotlib. Os modelos simulados foram os vórtices de von Kármán em um fluido newtoniano incompressível, os vórtices em fluido condutor de Orszang-Tang e o escoamento de Hartmann. O método de LB é uma abordagem numérica que atua na escala mesoscópica e com isso, utiliza-se como solução a estatística da função de distribuição de partículas em vez de resolver diretamente as equações de acoplamentos não lineares das equações de Navier-Stokes e das equações da magnetoidrodinâmica (MHD). O método aplicado para a MHD é altamente paralelizável, capaz de fazer a substituição da dificuldade de solução das derivadas convectivas não-lineares da MHD por uma simples advecção linear na malha (lattice). Novos métodos em LB, atualmente, vem sendo criados e aperfeiçoados, demonstrando cada vem mais estabilidades numéricas, significativas para aplicações computacionais, sendo assim um fortes candidatos para simulações próximas do real. | |
| dc.description.sponsorship | Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.format | Text | |
| dc.identifier.uri | https://dspace5.ufes.br/handle/10/16979 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal do Espírito Santo | |
| dc.publisher.country | BR | |
| dc.publisher.course | Mestrado em Física | |
| dc.publisher.department | Centro de Ciências Exatas | |
| dc.publisher.initials | UFES | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Física | |
| dc.rights | open access | |
| dc.subject | Escoamento de Hartmann | |
| dc.subject | Dinâmica de fluidos computacionais | |
| dc.subject | Vórtices | |
| dc.subject.br-rjbn | subject.br-rjbn | |
| dc.subject.cnpq | Física | |
| dc.title | O estudo de simulações da magnetohidrodinâmica via método de Lattice Boltzmann | |
| dc.title.alternative | title.alternative | |
| dc.type | masterThesis |
Arquivos
Pacote original
1 - 1 de 1
Carregando...
- Nome:
- MarioHortaTristao-2023-trabalho.pdf
- Tamanho:
- 1.83 MB
- Formato:
- Adobe Portable Document Format
