Simulación por medio de volúmenes finitos de las ecuaciones de la magnetogasdinámica ideal dependiente del tiempo en tres dimensiones espaciales

Abstract

El creciente interés por el desarrollo de potentes propulsores de plasma impulsado por campos electromagnéticos ha hecho que la investigación sobre magnetogasdinámica cobrara una gran importancia en los últimos tiempos. La experimentación, siempre limitada por sus costos, tiempos y otras dificultades, debe ser necesariamente complementada por métodos de simulación. Es así que surge la necesidad de desarrollar herramientas numéricas prácticas y eficaces en este campo. En la presente Tesis se encontrará el desarrollo de las ecuaciones de la magnetogasdinámica ideal no estacionaria en las tres dimensiones espaciales, seguido de un moderno método numérico para su resolución. Se ha empleado el método de Roe, en un esquema TVD de alta resolución, con las modificaciones propuestas por Yee et al. Para la implementación del método en cuestión se ha desarrollado un código en lenguaje FORTRAN sobre la base de un código bidimensional preexistente, y se lo ha aplicado al problema del tubo de choque, que representa un problema de Riemann magnetogasdinámico. Debido al alto costo computacional que demanda una simulación en 3D, se ha debido reducir sensiblemente la densidad del mallado, en comparación con la utilizada en los casos unidimensional y bidimensional. Con la intención de evaluar esto último, se ha incluido, al final del trabajo, un análisis del efecto de la densidad del mallado sobre los resultados. El problema del tubo de choque de la magnetogasdinámica, utilizado como “benchmark” en esta Tesis, ha sido resuelto satisfactoriamente por el método 3D aquí desarrollado.