Simulação computacional em física de plasmas

• Autor(a) principal: Weber, Rodrigo Pereira
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/164891
• topic: Transformada de Fourier; Plasmas; Equações de Maxwell; Simulação computacional

Neste trabalho desenvolvem-se t ecnicas anal ticas para a simula c~ao computacional de plasmas não colisionais, visando o entendimento do seu comportamento coletivo, com o desenvolvimento do algoritmo ES1. Atrav es da aplicação da transformada contínua de Fourier nas equações de Maxwell e poss vel conectar a densidade de carga com a energia potencial no espa co de frequências através de uma simples relaçãao algébrica. Podemos definir que o plasma está contido em um domínio discretizado, onde todas as quantidades espaciais, exceto a posição das part culas, são calculadas apenas em um n umero nito de pontos da grade. Isso permite que se obtenha numericamente não so a transformada discreta de Fourier (DFT, do inglês Discrete Fourier Transform) destas quantidades, mas também uma relação entre as transformadas contínua e discreta, possibilitando uma maneira de obter o campo elétrico em cada ponto do espaço através de técnicas de interpolação de primeira ordem desenvolvidas no trabalho. Desenvolve-se também, para fins de e ciência computacional, a técnica conhecida como FFT (Fast Fourier Transform) que permite reduções significativas no tempo de simulação. Como alternativa ao método por transformadas, desenvolve-se uma maneira de resolver numericamente as equaçõoes de Maxwell que governam o sistema, através de um método matricial que envolve a soluçãao de um sistema linear, providas as condições de contorno.