Magnetohidrodinámica computacional

La magnetohidrodinámica computacional (CMHD) es una rama de la magnetohidrodinámica en rápido desarrollo que utiliza métodos y algoritmos numéricos para resolver y analizar problemas que involucran fluidos conductores de electricidad. La mayoría de los métodos utilizados en CMHD se toman prestados de técnicas bien establecidas empleadas en dinámica de fluidos computacional . La complejidad surge principalmente por la presencia de un campo magnético y su acoplamiento con el fluido. Una de las cuestiones importantes es mantener numéricamente la condición (conservación del flujo magnético ), a partir de las ecuaciones de Maxwell , para evitar la presencia de efectos poco realistas, a saber, monopolos magnéticos , en las soluciones. ${\displaystyle \nabla \cdot {\mathbf {B} }=0}$

Software MHD de código abierto

• Código de lápiz
  MHD resistivo compresible, módulo de partículas incrustadas intrínsecamente libre de divergencia, esquema explícito de diferencias finitas, derivados de alto orden, Fortran95 y C, paralelizados hasta cientos de miles de núcleos. El código fuente está disponible.
• RAMSES
  RAMSES es un programa de código abierto para modelar sistemas astrofísicos, que presenta flujos de fluidos autogravitantes, magnetizados, comprimibles y radiativos. Se basa en la técnica de Refinamiento de Malla Adaptativa (AMR) en un octree graduado completamente roscado. RAMSES está escrito en Fortran 90 y hace un uso intensivo de la biblioteca Message Passing Interface (MPI). ^{[1] [2]} El código fuente está disponible.
• RamsesGPU
  RamsesGPU es un programa MHD escrito en C++, basado en el RAMSES original pero solo para grid normal (no AMR ). El código ha sido diseñado para ejecutarse en grandes grupos de GPU ( procesadores gráficos NVIDIA ), por lo que la paralelización se basa en MPI para el procesamiento de memoria distribuida, así como en el lenguaje de programación CUDA para un uso eficiente de los recursos de la GPU . Se admiten campos de gravedad estáticos. Se implementan diferentes métodos de volúmenes finitos. El código fuente está disponible.
• Athena
  Athena es un programa basado en cuadrículas para magnetohidrodinámica astrofísica (MHD). Fue desarrollado principalmente para estudios del medio interestelar, la formación de estrellas y los flujos de acreción. ^[3] El código fuente está disponible.
• EOF-Library
  EOF-Library es un software que combina los paquetes de simulación Elmer FEM y OpenFOAM . Permite una interpolación de campo interna eficiente y comunicación entre el elemento finito y las estructuras de volumen finito . Las aplicaciones potenciales son MHD, enfriamiento por convección de dispositivos eléctricos, física de plasma industrial y calentamiento de líquidos por microondas. ^[4]

Software MHD de código cerrado

• USim
• MACH2
• STAR-CCM+

Ver también

• Turbulencia magnetohidrodinámica
• Medidor de flujo magnético
• Modelado de plasma

Referencias

1. Teyssier, R (2002). "Hidrodinámica cosmológica con refinamiento de malla adaptativa. Un nuevo programa de alta resolución llamado RAMSES". Astronomía y Astrofísica . 385 : 337–364. arXiv : astro-ph/0111367 . Código Bib : 2002A y A...385..337T. doi :10.1051/0004-6361:20011817. S2CID  5504247.
2. Gheller, C; Wang, P; Vazza, F; Teyssier, R (28 de septiembre de 2015). "Cosmología numérica en la GPU con Enzo y Ramsés". Revista de Física: Serie de conferencias . 640 (1): 012058. arXiv : 1412.0934 . Código Bib : 2015JPhCS.640a2058G. doi :10.1088/1742-6596/640/1/012058. S2CID  118194615 . Consultado el 1 de julio de 2016 .
3. Piedra, James M.; Gardiner, Thomas A.; Teuben, Pedro; Hawley, John F.; Simon, Jacob B. (septiembre de 2008). "Athena: un nuevo código para MHD astrofísico". Serie de suplementos de revistas astrofísicas . 178 (1): 137–177. arXiv : 0804.0402 . Código Bib : 2008ApJS..178..137S. doi :10.1086/588755. S2CID  10934839.
4. Vencels, Juris; Råback, Peter; Geža, Vadims (1 de enero de 2019). "EOF-Library: acoplador Elmer FEM y OpenFOAM de código abierto para electromagnetismo y dinámica de fluidos". SoftwareX . 9 : 68–72. Código Bib : 2019SoftX...9...68V. doi : 10.1016/j.softx.2019.01.007 . ISSN  2352-7110.

• Brio, M., Wu, CC (1988), "Un esquema de diferenciación contra el viento para las ecuaciones de magnetohidrodinámica ideal", Journal of Computational Physics , 75 , 400–422.
• Henri-Marie Damevin y Klaus A. Hoffmann (2002), "Desarrollo de un esquema Runge-Kutta con TVD para magnetogasdinámica", Journal of Spacecraft and Rockets , 34 , No.4, 624–632.
• Robert W. MacCormack (1999), "Un método de forma de conservación a contraviento para ecuaciones magnetohidrodinámicas ideales", AIAA-99-3609 .
• Robert W. MacCormack (2001), "Un método de forma de conservación para la dinámica de magnetofluidos", AIAA-2001-0195 .

Otras lecturas

• Toro, EF (1999), Solvers de Riemann y métodos numéricos para dinámica de fluidos , Springer-Verlag.
• Ledvina, SA; Y.-J. Mamá; E. Kallio (2008). "Modelado y simulación de plasmas fluidos y fenómenos relacionados". Reseñas de ciencia espacial . 139 (1–4): 143–189. Código Bib : 2008SSRv..139..143L. doi :10.1007/s11214-008-9384-6 (inactivo 2024-05-03). S2CID  121999061.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI inactive as of May 2024 (link)

enlaces externos

• NCBI