building BALSEIRO
institution Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (CNEA)
id BALSEIRO--oai:ricabib.cab.cnea.gov.ar:303
author García Martínez, Pablo L.
spellingShingle García Martínez, Pablo L.
MAGNETOHYDRODYNAMICS
MAGNETOHIDRODINÁMICA
PLASMA
MAGNETIC RELAXATION
RELAJACIÓN MAGNÉTICA
SELF-ORGANIZATION
AUTO-ORGANIZACIÓN
Procesos de relajación y auto-organización en plasmas de fusión.
Bajo determinadas condiciones, se observa que un plasma ligeramente turbulento evoluciona hacia un estado preferencial, de equilibrio, con una estructura magnética coherente, de tamaño característico comparable al de todo el sistema. En tales situaciones se dice que el plasma experimenta un proceso de relajación y auto-organización. Este proceso ha sido explicado mediante un principio variacional, conocido como teoría de relajación: el plasma minimiza su energía, manteniendo su helicidad magnética. Este vínculo, la helicidad, cuantifica ciertas propiedades topológicas del campo magnético, que se ven poco afectadas por procesos de reconexión magnética. Se ha observado la posibilidad de formar y sostener configuraciones magnéticas de interés en fusión nuclear, mediante la inyección de helicidad. Estos métodos se basan en la tendencia del plasma a relajarse, y en la dinámica de ese proceso. La teoría de relajación predice el estado final hacia el cual el plasma evoluciona, pero no brinda información sobre cómo se alcanza dicho estado. En esta Tesis estudiamos la dinámica de la relajación en configuraciones magnéticas de interés en fusión nuclear. En particular, estudiamos la evolución no lineal de inestabilidades magnetohidrodinámicas (MHD) en configuraciones representativas de spheromaks en etapa de sostenimiento. Este estudio se lleva a cabo resolviendo, numéricamente, las ecuaciones del modelo MHD, en tres dimensiones espaciales, como problema de valores iniciales y de contorno. Consideramos tres aproximaciones al problema. En primer lugar, estudiamos la evolución de configuraciones magnéticamente aisladas. En segundo lugar, extendemos el análisis incorporando una cierta cantidad de fujo magnético que atraviesa la frontera del dominio. Por último, estudiamos la inyección de helicidad al sistema y observamos la formación espontánea de un spheromak, y su posterior sostenimiento. Analizamos las fluctuaciones, la redistribución de corrientes y flujos magnéticos, el dínamo producido por las fluctuaciones y las estructuras magnéticas que resultan de la evolución de las configuraciones inestables consideradas. Recuperamos las predicciones de la teoría de relajación y muchos aspectos de la dinámica del proceso, observados previamente en experimentos. Mostramos, por primera vez, la posibilidad de formar y sostener un spheromak mediante velocidades tangenciales al contorno del plasma. Este es un mecanismo de inyección de helicidad muy poco explorado en el ámbito de fusión nuclear.
http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/303/
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RELAJACIÓN MAGNÉTICA
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contents Bajo determinadas condiciones, se observa que un plasma ligeramente turbulento evoluciona hacia un estado preferencial, de equilibrio, con una estructura magnética coherente, de tamaño característico comparable al de todo el sistema. En tales situaciones se dice que el plasma experimenta un proceso de relajación y auto-organización. Este proceso ha sido explicado mediante un principio variacional, conocido como teoría de relajación: el plasma minimiza su energía, manteniendo su helicidad magnética. Este vínculo, la helicidad, cuantifica ciertas propiedades topológicas del campo magnético, que se ven poco afectadas por procesos de reconexión magnética. Se ha observado la posibilidad de formar y sostener configuraciones magnéticas de interés en fusión nuclear, mediante la inyección de helicidad. Estos métodos se basan en la tendencia del plasma a relajarse, y en la dinámica de ese proceso. La teoría de relajación predice el estado final hacia el cual el plasma evoluciona, pero no brinda información sobre cómo se alcanza dicho estado. En esta Tesis estudiamos la dinámica de la relajación en configuraciones magnéticas de interés en fusión nuclear. En particular, estudiamos la evolución no lineal de inestabilidades magnetohidrodinámicas (MHD) en configuraciones representativas de spheromaks en etapa de sostenimiento. Este estudio se lleva a cabo resolviendo, numéricamente, las ecuaciones del modelo MHD, en tres dimensiones espaciales, como problema de valores iniciales y de contorno. Consideramos tres aproximaciones al problema. En primer lugar, estudiamos la evolución de configuraciones magnéticamente aisladas. En segundo lugar, extendemos el análisis incorporando una cierta cantidad de fujo magnético que atraviesa la frontera del dominio. Por último, estudiamos la inyección de helicidad al sistema y observamos la formación espontánea de un spheromak, y su posterior sostenimiento. Analizamos las fluctuaciones, la redistribución de corrientes y flujos magnéticos, el dínamo producido por las fluctuaciones y las estructuras magnéticas que resultan de la evolución de las configuraciones inestables consideradas. Recuperamos las predicciones de la teoría de relajación y muchos aspectos de la dinámica del proceso, observados previamente en experimentos. Mostramos, por primera vez, la posibilidad de formar y sostener un spheromak mediante velocidades tangenciales al contorno del plasma. Este es un mecanismo de inyección de helicidad muy poco explorado en el ámbito de fusión nuclear.
series http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/303/
url http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/303/1/1Garcia_Martinez.pdf
format Tesis
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publishDate 2010-04
_version_ 1582759273454108672
score 12,704379