Estudio de las trayectorias de partículas trazadoras en una pila de arena

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se estudia computacionalmente el modelo de la pila de arena como ejemplo simple de un sistema que combina el trasporte difusivo y el turbulento. El objetivo es que este estudio ayude a entender otros sistemas cuya dinámica de transporte pueda ser en cierto modo comparable a lo que se produce, de forma más simplista, en un montón de arena. Unos de estos sistemas son los plasmas confinados en dispositivos de confinamiento magnético, tales como los Tokamak o los stellator. Se ha analizado la dependencia del tiempo de confinamiento con los parámetros característicos de la pila de arena no difusiva. También se estudia la dependencia del tiempo de confinamiento con el coeficiente de difusión. Después, el trabajo se centra las trayectorias de partículas trazadoras en la pila de arena, analizadas mediante las distribuciones de los desplazamientos de dichas partículas, los propagadores espaciales. Finalmente, se comenta la utilidad de los resultados obtenidos en la tecnología de confinamiento magnético de un plasma.

ABSTRACT: In this project, a sandpile model is studied computationally as a simple example of a system that combines diffusive and turbulent transport mechanisms. The purpose is that the study helps to understand systems with the same characteristic, for example the confined plasma in a Tokamak nuclear fusion reactor. The dependence of the confinement time on the parameters that determine the non-diffusive sandpile is analyzed. Also, the dependence of the confinement time with the diffusion coefficient was studied. Then, this project is focused on the trajectories of tracer particles in the sandpile, using the distribution of the displacements of these particles, the spatial propagators. Finally, the applications of the study results on plasma magnetic confinement technology are commented.