Abstract:

Tesis (Doctor en Física)--Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación, 2016.

Esta tesis se constituye en base al abordaje de cuatro problemas físicos, cuyo eje común es la relatividad y la teoría de ecuaciones en derivadas parciales. El primer proyecto corresponde a una exploración numérica de una estabilización alternativa del modelo sigma. El segundo, es un estudio (principalmente) numérico sobre fluidos conformes en el contexto de una conocida dualidad entre gravedad e hidrodinámica. El tercer trabajo consiste en un estudio analítico de la formulación de valores iniciales para ciertas modificaciones no lineales del electromagnetismo. Por último, un proyecto central que gira en torno en a un problema astrofísico: el lanzamiento de jets. Se presenta aquí una implementación numérica novedosa de la electrodinámica force-free alrededor de un agujero negro de Kerr, que permite reproducir algunos resultados centrales del área como la generación de un flujo de Poynting colimado y la extracción de energía mediante una configuración estacionaria. La novedad de la implementación radica en tres elementos: 1) se utiliza una técnica "multi-block". 2) se usan como ecuaciones de evolución, aquellas derivadas de una hiperbolización co-variante del sistema. 3) se incorporan condiciones de contorno estables, que preservan los vínculos y representan apropiadamente la física del problema.

This thesis is built on the approach to four physical problems rooted on general relativity and on the theory of partial differential equations. The first project corresponds to a numerical exploration of an alternative stabilization of the sigma model. The second one, is a numerical study of conformal fluids in the context of the gravity/fluid duality. The third project deals analytically with the initial value formulation of nonlinear electrodynamics. Finally, a central project related to the problem of launching astrophysical jets. We present here a new numerical implementation of force-free electrodynamics around a Kerr black hole, which reproduce standard results regarding jet formation and energy extraction by means of a truly stationary electromagnetic configuration. The novelty of our approach is three-folded: 1) we use the “multi-block” technique. 2) we employ as evolution equations those arising from a covariant hyperbolization of the system. 3) we implement stable and constraint-preserving boundary conditions, which represents an outer region given by a uniform magnetic field aligned with the symmetry axis.

Abstract:

An applied Fourier transform computation for the hydrodynamic wave-resistance coefficient is shown, oriented to potential flows with a free surface and infinity depth. The presence of a ship-like body is simulated by its equivalent pressure disturbance imposed on the unperturbed free surface, where a linearized free surface condition is used. The wave-resistance coefficient is obtained from the wave-height downstream. Two examples with closed solutions are considered: a submerged dipole, as a test-case, and a parabolic pressure distribution of compact support. In the three dimensional case, a dispersion relation is included which is a key resource for an inexpensive computation of the wave-pattern far down-stream like fifteen ship-lengths.

Author affiliation: D'elia, Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina

Author affiliation: Storti, Mario Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina

Author affiliation: Idelsohn, Sergio Rodolfo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Desarrollo Tecnológico para la Industria Química; Argentina

Abstract:

The investigation combines microstructura l characterization analyses and atomistic modeling to elucidate the mechanism of carburization embrittlement of an iron-nickel-chromium alloy expo sed to high temperature. It was studied an austenitic Fe-25Cr- 20Ni-0.40C stainless steel obtained of th e tubes of the industrial cracking furnace af ter 25,000 h of servi ce at 900-1200 ºC. T he service-exposed material presented bigger carbides in the aust enitic matrix comparing with the as-cast material, cavities betwe en the grains and micro fissures in grain edges, indicating that th e material present damage by creep. The theoretical calculation s help us to interpret the changes in the alloy electronic structure and the chemical bonding. The atomic orbital occupations of the metallic bonds are affected during carburization. The strengths of the, Cr-Ni, Fe-Cr, Fe-Ni and Ni-Ni bonds nearest neighbors t o the carbon atoms are the most affected. The metallic bond weakening is mainly a consequence of the new C-Ni, C-Fe and C-Cr interactions formed after carburization phenomena.

Author affiliation: Lanz, César Armando. Universidad Nacional del Sur; Argentina

Author affiliation: Brizuela, Graciela Petra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina

Author affiliation: Simonetti, Sandra Isabel. Universidad Tecnológica Nacional; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina

Abstract:

The glass transition temperature, Tg, is one of the most important properties of amorphous polymers. The ability to predict the Tg value of a polymer preceding its synthesis is of enormous value. For this reason it is of great value to perform a predictive quantitative structure–property relationships analysis of Tg, in this case a new set of halogenated polymers was used for this purpose. In addition, to corroborate our previous findings, the best way to encode the polymers structure for this type of studies was further tested finding that the optimal option is once more to use three monomeric units. The best linear model constructed from 153 molecular structures incorporated seven molecular descriptors and showed excellent predictive ability. Furthermore, the method showed to be very simple and straightforward for the prediction of Tg since three-dimensional descriptors are not required.

Author affiliation: Mercader, Andrew Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina

Author affiliation: Bacelo, Daniel Enrique. Universidad de Belgrano. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Author affiliation: Duchowicz, Pablo Román. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina

Abstract:

Abstract We characterize the atomic mobility behavior driven by vacancies, in bcc and fcc Fe-Cr diluted alloys, using a multi-frequency model. We calculate the full set of the Onsager coefficients and the tracer self and solute diffusion coefficients in terms of the mean jump frequencies. The involved jump frequencies are calculated using a classical molecular static (CMS) technique. For the bcc case, we also perform quantum calculations based on the density functional theory (DFT). There, we show that, in accordance with Bohr's correspondence principle, as the size of the atomic cell (total number of atoms) is increased, quantum results with DFT recover the classical ones obtained with CMS calculations. This last ones, are in perfect agreement with available experimental data for both, solute and solvent diffusion coefficients. For high temperatures, in the fcc phase where no experimental data are yet available, our CMS calculations predict the expected solute and solvent diffusion coefficients.

Author affiliation: Ramunni, Viviana Patricia. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Author affiliation: Rivas, Alejandro Mariano Fidel. Comisión Nacional de Energía Atómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina

Abstract:

The glass transition temperature, Tg, is one of the most important properties of amorphous polymers. The ability to predict the Tg value of a polymer prior to its synthesis it is of great value. For this reason we performed a predictive Quantitative Structure-Property Relationships (QSPR) analysis of Tg. The study explored the best way to encode the polymers structure for this type of studies, finding that the optimal option is using three monomeric units. The best linear model constructed from 126 molecular structures incorporated eight molecular descriptors and showed very good predictive ability, being a very simple and straight forward method for the prediction of Tg for polyacrylates since three dimensional descriptors were not used.

Author affiliation: Mercader, Andrew Gustavo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina

Author affiliation: Duchowicz, Pablo Román. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas; Argentina

Abstract:

Tesis (Doctor en Astronomía)--Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación, 2017.

El principal objetivo de esta tesis es inferir sobre la naturaleza de ciertos flujos de material oscuro y particulares que han sido observados descender a través de la corona solar. En Inglés se los conoce como 'supra-arcade downflows' (SADs). Este fenómeno está relacionado con fulguraciones eruptivas de larga duración acompañadas a su vez por una eyección de masa coronal. Si bien hay consenso en que los SADs son cavidades vaciadas de plasma con respecto al medio que los rodea, aún hoy su origen y evolución es un tema abierto de discusión. Una pregunta importante que intentamos responder es: ¿cómo es posible que estas estructuras subdensas puedan evitar ser aplastadas por el medio denso y turbulento que las rodea y perduren por los tiempos observados? Mediante simulaciones MHD (2D y 3D) modelamos un escenario que podría explicar el origen y formación de los SADs, reproduciendo sus tiempos de vida y principales características.

The main aim of this thesis is to infer about the nature of certain dark flows known as 'supra-arcade downflows' (SADs) that have been observed descending throught the solar corona. These flows have always been detected during long-term erupting flares associated with coronal mass ejections. There is a consensus that SADs' structures are subdense cavities with respect to their sorroundings, although its origin is not well understood yet. One important question that we intent to answer is: how is it possible that SADs resist the external pressure and avoid their collapse produced by the turbulent sorrounding medium? By means of MHD simulations (2D and 3D) we modelled a scenario that may explain the origin and formation of SADs, reproducing their lifetimes and main features.

Abstract:

Tesis (Lic. en Física)--Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación, 2018.

En este trabajo se continuó el estudio numérico de formación de jets por agujeros negros viajandoa altas velocidades con respecto a un campo magnético uniforme comenzado en [1]. El esquema numérico implementado es el utilizado en [2] el cual presenta un esquema numérico 3D para la evolución de las ecuaciones de la electrodinámica force-freealrededor de un agujero negro de Kerr.Tratamos en este trabajo tres situaciones físicas distintas: i) Un agujero negro de Schwarzschild viajando con velocidades ortogonales al campo magnético asintóticamente uniforme. ii) Un agujero negro de Schwarzschild viajando con velocidades no ortogonales al campo magnético asintóticamente uniforme. iii) Un agujero negro de Kerr en la situación de i) donde el eje de rotación del agujero negro puede estar, o no, alineado con el campo magnético asintóticamente uniforme.

This work continues the numerical study of jet formation as result of black holes traveling with fast velocities with respect to a uniform magnetic eld, study that was started in [1]. The numerical scheme implemented is the one used in [2], which presents a novel 3D numerical implementation of the force-free electrodynamics evolution around a Kerr black hole. We study three different physical situations: i) A Schwarzschild black hole traveling with velocities that are orthogonal to the asymptotically uniform magnetic eld. ii) A Schwarzschild black hole traveling with velocities that are not orthogonal to the asymptotically uniform magnetic eld. iii) A Kerr black hole in the i) scenario, where the axis of rotation of the black can be aligned, or not, to the asymptotically uniform magnetic eld.

Abstract:

The interaction of two-hydrogen atoms in a zone of g-Fe55Cr25Ni20 alloy having a vacancy (V) was studied by the atom superposition and electron delocalization molecular orbital (ASED-MO) method. The impurities are located aligned both along [1e10] direction and with the vacancy, in the (111) plane. This behavior can be related with a lineal hydrogenevacancy clusterization, as a precursor to crack initiation. The electronic structure of the Fe, Cr and Ni atoms near the vacancy, changes after hydrogen’s location. The interactions mainly involve Fe 4px and Cr 4py atomic orbitals. The 3dx2 y2 ; 3dz2 and 3dxz metallic orbitals also have participation in the hydrogenealloy interactions. An electron transfer to the H atoms from the Fe, Cr and Ni nearest neighbor atoms contributes to form the new Hemetal bonds. The metalemetal bonds weakened as the new HeFe, HeCr, and HeNi pairs were formed. The Cr atoms have an important role in the embrittlent process; the strengths of the CreFe, CreCr and CreNi bonds are the most affected while the HeCr interaction has the highest overlap population. Same HeH interaction is observed and could be associated with the precursor of hydrogen bubble but it is far away to a typical H2 chemical bond. All the cited physical and chemical processes play a key role in subsequent localized corrosion nucleation such as the initiation of stress corrosion cracking.

Author affiliation: Simonetti, Sandra Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico - CONICET - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur; Argentina; Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca; Argentina;

Author affiliation: Lanz, Cesar Armando. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería; Argentina;

Author affiliation: Brizuela, Graciela Petra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico - CONICET - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur; Argentina;

Abstract:

A quantum chemical theoretical study on the chemical bonding and electronic structure of the γ-FeNiCr–C interaction is performed using the Atom Superposition and Electron Delocalisation method in order to contribute to the understanding of the changes in the alloy microstructure caused by carburisation phenomenon. A complementary analysis of a HK-40 structure changes after service is also presented by using optical and electron microscopy techniques.

En este capítulo se ha estudiado mediante técnicas de microscopía óptica y electrónica la estructura de la aleación HK- 40 sometido a 800-1150 ºC después de 30.000 horas de servicio. Se ha realizado además un estudio teórico complementario utilizando el método de Superposición Atómica y de Localización Electrónica, del enlace químico y las interacciones electrónicas en la aleación-carbono. Los resultados obtenidos contribuyen al entendimiento de los cambios que se verifican en la microestructura causados por el fenómeno de carburización.

Author affiliation: Lanz, César Armando. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Ingeniería; Argentina

Author affiliation: Brizuela, Graciela Petra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina

Author affiliation: Simonetti, Sandra Isabel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca; Argentina