Simulación Numérica de la Recolección de Corriente en una Sonda de Langmuir Cilíndrica

Autores
Lorenzon, Denis; Elaskar, Sergio Amado
Año de publicación
2016
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
En este artículo se presenta una adaptación del código Kilaps desarrollado originalmente en la Universidad Politécnica de Madrid. El objetivo del código es simular la dinámica de plasmas en las inmediaciones de una sonda de Langmuir cilíndrica cuyo potencial eléctrico es cambiado repentinamente desde cero hasta un valor finito. Las sondas de Langmuir son utilizadas para caracterizar las propiedades de plasmas y su adecuado modelado tanto teórico como numérico es de fundamental importancia para correlacionar las mediciones de una sonda con las propiedades del plasma. Dentro de las aplicaciones en ingeniería aeroespacial, los avances en teoría de sondas de Langmuir son utilizados en amarras espaciales electrodinámicas y en propulsores por plasma. El código desarrollado utiliza un algoritmo numérico de tipo Vlasov directo para propagar en el tiempo la ecuación de Vlasov dependiente del tiempo. Implementa fórmulas basadas en diferencias finitas para aproximar las derivadas de la función de distribución en el espacio físico y en el de velocidades, y la integración en el tiempo se lleva a cabo mediante un método de Runge-Kutta explícito. Como resultados se presentan diagramas de la variación de las propiedades del plasma en las inmediaciones de la sonda y de su evolución en el tiempo. Para justificar la resolución de las mallas usadas, se contrastan resultados obtenidos con mallas de distintos grados de refinamiento analizando la convergencia de la solución al refinar sucesivamente la malla. Complementariamente, se compara el desempeño de dos compiladores de Fortran ampliamente utilizados y se realiza un estudio de la escalabilidad del programa al ser ejecutado en múltiples procesadores en sistemas de memoria compartida. Además, se discuten algunas potenciales vías de optimización. Finalmente, se evalúan posibles líneas de acción para mejorar la exactitud de los resultados y extender la aplicabilidad del programa.
Fil: Lorenzon, Denis. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina. Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica; Chile
Fil: Elaskar, Sergio Amado. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina
Materia
Sonda de Langmuir
Plasma
Código de Vlasov
Simulación numérica
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/109628
Acceder
id CONICETDig_985455c5fb1a9ac7eb766639b515df3e
oai_identifier_str oai:ri.conicet.gov.ar:11336/109628
network_acronym_str CONICETDig
repository_id_str 3498
network_name_str CONICET Digital (CONICET)
spelling Simulación Numérica de la Recolección de Corriente en una Sonda de Langmuir CilíndricaLorenzon, DenisElaskar, Sergio AmadoSonda de LangmuirPlasmaCódigo de VlasovSimulación numéricahttps://purl.org/becyt/ford/2.11https://purl.org/becyt/ford/2En este artículo se presenta una adaptación del código Kilaps desarrollado originalmente en la Universidad Politécnica de Madrid. El objetivo del código es simular la dinámica de plasmas en las inmediaciones de una sonda de Langmuir cilíndrica cuyo potencial eléctrico es cambiado repentinamente desde cero hasta un valor finito. Las sondas de Langmuir son utilizadas para caracterizar las propiedades de plasmas y su adecuado modelado tanto teórico como numérico es de fundamental importancia para correlacionar las mediciones de una sonda con las propiedades del plasma. Dentro de las aplicaciones en ingeniería aeroespacial, los avances en teoría de sondas de Langmuir son utilizados en amarras espaciales electrodinámicas y en propulsores por plasma. El código desarrollado utiliza un algoritmo numérico de tipo Vlasov directo para propagar en el tiempo la ecuación de Vlasov dependiente del tiempo. Implementa fórmulas basadas en diferencias finitas para aproximar las derivadas de la función de distribución en el espacio físico y en el de velocidades, y la integración en el tiempo se lleva a cabo mediante un método de Runge-Kutta explícito. Como resultados se presentan diagramas de la variación de las propiedades del plasma en las inmediaciones de la sonda y de su evolución en el tiempo. Para justificar la resolución de las mallas usadas, se contrastan resultados obtenidos con mallas de distintos grados de refinamiento analizando la convergencia de la solución al refinar sucesivamente la malla. Complementariamente, se compara el desempeño de dos compiladores de Fortran ampliamente utilizados y se realiza un estudio de la escalabilidad del programa al ser ejecutado en múltiples procesadores en sistemas de memoria compartida. Además, se discuten algunas potenciales vías de optimización. Finalmente, se evalúan posibles líneas de acción para mejorar la exactitud de los resultados y extender la aplicabilidad del programa.Fil: Lorenzon, Denis. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina. Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica; ChileFil: Elaskar, Sergio Amado. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; ArgentinaAsociación Argentina de Mecánica Computacional2016-11info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/109628Lorenzon, Denis; Elaskar, Sergio Amado; Simulación Numérica de la Recolección de Corriente en una Sonda de Langmuir Cilíndrica; Asociación Argentina de Mecánica Computacional; Mecánica Computacional; XXXI; 53; 11-2016; 3521-35352591-3522CONICET DigitalCONICETspainfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://cimec.org.ar/ojs/index.php/mc/article/view/5221info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-10-22T11:40:51Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/109628instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-10-22 11:40:51.853CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
dc.title.none.fl_str_mv Simulación Numérica de la Recolección de Corriente en una Sonda de Langmuir Cilíndrica
title Simulación Numérica de la Recolección de Corriente en una Sonda de Langmuir Cilíndrica
spellingShingle Simulación Numérica de la Recolección de Corriente en una Sonda de Langmuir Cilíndrica
Lorenzon, Denis
Sonda de Langmuir
Plasma
Código de Vlasov
Simulación numérica
title_short Simulación Numérica de la Recolección de Corriente en una Sonda de Langmuir Cilíndrica
title_full Simulación Numérica de la Recolección de Corriente en una Sonda de Langmuir Cilíndrica
title_fullStr Simulación Numérica de la Recolección de Corriente en una Sonda de Langmuir Cilíndrica
title_full_unstemmed Simulación Numérica de la Recolección de Corriente en una Sonda de Langmuir Cilíndrica
title_sort Simulación Numérica de la Recolección de Corriente en una Sonda de Langmuir Cilíndrica
dc.creator.none.fl_str_mv Lorenzon, Denis
Elaskar, Sergio Amado
author Lorenzon, Denis
author_facet Lorenzon, Denis
Elaskar, Sergio Amado
author_role author
author2 Elaskar, Sergio Amado
author2_role author
dc.subject.none.fl_str_mv Sonda de Langmuir
Plasma
Código de Vlasov
Simulación numérica
topic Sonda de Langmuir
Plasma
Código de Vlasov
Simulación numérica
purl_subject.fl_str_mv https://purl.org/becyt/ford/2.11
https://purl.org/becyt/ford/2
dc.description.none.fl_txt_mv En este artículo se presenta una adaptación del código Kilaps desarrollado originalmente en la Universidad Politécnica de Madrid. El objetivo del código es simular la dinámica de plasmas en las inmediaciones de una sonda de Langmuir cilíndrica cuyo potencial eléctrico es cambiado repentinamente desde cero hasta un valor finito. Las sondas de Langmuir son utilizadas para caracterizar las propiedades de plasmas y su adecuado modelado tanto teórico como numérico es de fundamental importancia para correlacionar las mediciones de una sonda con las propiedades del plasma. Dentro de las aplicaciones en ingeniería aeroespacial, los avances en teoría de sondas de Langmuir son utilizados en amarras espaciales electrodinámicas y en propulsores por plasma. El código desarrollado utiliza un algoritmo numérico de tipo Vlasov directo para propagar en el tiempo la ecuación de Vlasov dependiente del tiempo. Implementa fórmulas basadas en diferencias finitas para aproximar las derivadas de la función de distribución en el espacio físico y en el de velocidades, y la integración en el tiempo se lleva a cabo mediante un método de Runge-Kutta explícito. Como resultados se presentan diagramas de la variación de las propiedades del plasma en las inmediaciones de la sonda y de su evolución en el tiempo. Para justificar la resolución de las mallas usadas, se contrastan resultados obtenidos con mallas de distintos grados de refinamiento analizando la convergencia de la solución al refinar sucesivamente la malla. Complementariamente, se compara el desempeño de dos compiladores de Fortran ampliamente utilizados y se realiza un estudio de la escalabilidad del programa al ser ejecutado en múltiples procesadores en sistemas de memoria compartida. Además, se discuten algunas potenciales vías de optimización. Finalmente, se evalúan posibles líneas de acción para mejorar la exactitud de los resultados y extender la aplicabilidad del programa.
Fil: Lorenzon, Denis. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina. Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica; Chile
Fil: Elaskar, Sergio Amado. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales; Argentina
description En este artículo se presenta una adaptación del código Kilaps desarrollado originalmente en la Universidad Politécnica de Madrid. El objetivo del código es simular la dinámica de plasmas en las inmediaciones de una sonda de Langmuir cilíndrica cuyo potencial eléctrico es cambiado repentinamente desde cero hasta un valor finito. Las sondas de Langmuir son utilizadas para caracterizar las propiedades de plasmas y su adecuado modelado tanto teórico como numérico es de fundamental importancia para correlacionar las mediciones de una sonda con las propiedades del plasma. Dentro de las aplicaciones en ingeniería aeroespacial, los avances en teoría de sondas de Langmuir son utilizados en amarras espaciales electrodinámicas y en propulsores por plasma. El código desarrollado utiliza un algoritmo numérico de tipo Vlasov directo para propagar en el tiempo la ecuación de Vlasov dependiente del tiempo. Implementa fórmulas basadas en diferencias finitas para aproximar las derivadas de la función de distribución en el espacio físico y en el de velocidades, y la integración en el tiempo se lleva a cabo mediante un método de Runge-Kutta explícito. Como resultados se presentan diagramas de la variación de las propiedades del plasma en las inmediaciones de la sonda y de su evolución en el tiempo. Para justificar la resolución de las mallas usadas, se contrastan resultados obtenidos con mallas de distintos grados de refinamiento analizando la convergencia de la solución al refinar sucesivamente la malla. Complementariamente, se compara el desempeño de dos compiladores de Fortran ampliamente utilizados y se realiza un estudio de la escalabilidad del programa al ser ejecutado en múltiples procesadores en sistemas de memoria compartida. Además, se discuten algunas potenciales vías de optimización. Finalmente, se evalúan posibles líneas de acción para mejorar la exactitud de los resultados y extender la aplicabilidad del programa.
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016-11
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11336/109628
Lorenzon, Denis; Elaskar, Sergio Amado; Simulación Numérica de la Recolección de Corriente en una Sonda de Langmuir Cilíndrica; Asociación Argentina de Mecánica Computacional; Mecánica Computacional; XXXI; 53; 11-2016; 3521-3535
2591-3522
CONICET Digital
CONICET
url http://hdl.handle.net/11336/109628
identifier_str_mv Lorenzon, Denis; Elaskar, Sergio Amado; Simulación Numérica de la Recolección de Corriente en una Sonda de Langmuir Cilíndrica; Asociación Argentina de Mecánica Computacional; Mecánica Computacional; XXXI; 53; 11-2016; 3521-3535
2591-3522
CONICET Digital
CONICET
dc.language.none.fl_str_mv spa
language spa
dc.relation.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://cimec.org.ar/ojs/index.php/mc/article/view/5221
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Asociación Argentina de Mecánica Computacional
publisher.none.fl_str_mv Asociación Argentina de Mecánica Computacional
dc.source.none.fl_str_mv reponame:CONICET Digital (CONICET)
instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
reponame_str CONICET Digital (CONICET)
collection CONICET Digital (CONICET)
instname_str Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.name.fl_str_mv CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.mail.fl_str_mv dasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.ar
_version_ 1846782083733651456
score 12.982451

Publicaciones similares