Código para estudiar la dinámica de plasmas en los regímenes ideal y resistivo

Abstract

In this work I show the construction and implementation of a code, based on finite volume methods, that solves the Magnetohydrodynamic equations in the ideal and resistive regimes for nonrelativistic velocities. Next, a description of the magnetohydrodynamic equations and the numerical model used to solve them is presented. Later I elaborate on the kind of plasmas that are adequate to be modelled with this system of equations and the necessary restrictions to be imposed on the plasma in order to make an accurate representation of the plasma phenomena. After that I present some standard tests found in literature and the results of running the code with them. Finally, I propose two additional tests that model plasma confinement, and then the results of the simulation are shown.

En este trabajo se presenta la construcción e implementación de un código, basado en el método de volúmenes finitos, que resuelve las ecuaciones de la Magnetohidrodinámica en los regímenes ideal y resistivo para velocidades no relativistas en tres dimensiones. Se presenta una descripción tanto de las ecuaciones de la magnetohidrodinámica como del método numérico que se utiliza para resolverlas. Se discute acerca de qué tipo de plasmas se pueden modelar con este sistema de ecuaciones y las restricciones necesarias para que sea válido el modelo. Posteriormente se presentan algunas pruebas estándar en la literatura para validar la capacidad del código, y finalmente se proponen dos pruebas adicionales que modelan algunos tipos de confinamiento de plasma, se muestran los resultados de la simulación en estos sistemas.