Tesis:
Resolución numérica de la ecuación de transporte de radiación en malla adaptativa refinada multidimensional.
- Autor: OGANDO SERRANO, Francisco
- Título: Resolución numérica de la ecuación de transporte de radiación en malla adaptativa refinada multidimensional.
- Fecha: 2004
- Materia: Sin materia definida
- Escuela: E.T.S. DE INGENIEROS INDUSTRIALES
- Departamentos: INGENIERIA NUCLEAR
- Acceso electrónico:
- Director/a 1º: VELARDE MAYOL, Pedro
- Resumen: En las últimas décadas se han producido avances significativos en los métodos numéricos para fluidodinámica, siendo el de Malla Adaptativa Refinada (AMR) uno de los más significativos. El método AMR optima tanto el tiempo de cálculo como la memoria utilizada en las simulaciones. Este método se está utilizando en campos como el modelado atmosférico, el estudio de la combustión o la astrofísica. Desde hace tiempo, hay grupos de investigación desarrollando códigos de simulación para diseño de blancos en Fusión por Confinamiento Inercial (ICF). En los sistemas simulados en ICF, la radiación es un modo importante de transferencia de energía por lo que también debe ser calculada con precisión. Teniendo en cuenta sus particularidades, el campo de radiación debe ser calculado con dependencia espacial, de dirección de propagación y de energía fotónica. El comportamiento del campo de radiación se modeliza mediante un modelo de transporte de partículas conocido como transporte de radiación. El transporte de radiación no se habla acoplado a fluidodinámica utilizando el método AMR, por sus problemas de acoplamiento entre mallas, la interacción de la radiación y la materia, y los requerimientos de memoria y tiempos de computación. En esta tesis doctoral estos problemas son tratados y solucionados satisfactoriamente de un modo original, consiguiendo un código de simulación plenamente operativo para ICF. Este es el primer código publicado con estas características. Las principales aportaciones realizadas en esta tesis en el área de AMIR se encuentran en diversos campos que han sido afrontados para la realización del código: 1.- Cálculo preciso de los coeficientes de la ecuación de transporte. Se han adecuado métodos de obtención de coeficientes y se ha desarrollado un algoritmo para el cálculo de la emisión de radiación en frentes de ablación. 2.- La transmisión de información entre las diferentes mallas del esquema AMR se ha realizado de un modo especialmente orientado al transporte de radiación. Se ha respetado la dependencia en dirección de propagación y energética del campo. 3.- La interacción entre materia y radiación se ha tratado mediante una linealización del intercambio energético y la incorporación de un método efectivo (DSA) de aceleración de la convergencia del esquema. En el texto se incorporan tanto pruebas numéricas como las primeras aplicaciones del nuevo código en los campos de ICF y astrofísica. Se hace especial hincapié en la capacidad de abordar nuevas simulaciones que antes no eran posibles. Se ha reproducido resultados publicados usando un código de referencia, así como un nuevo diseño de blanco de ICF cuyo comportamiento se encuentra ahora bajo las capacidades de estudio. La realización de este código ha producido ya impacto en la investigación de la institución directora, habiéndose podido ampliar las líneas de investigación y estableciendo nuevas colaboraciones con instituciones de Francia, Japón y Portugal. Este trabajo queda por otra parte abierto a nuevos desarrollos y mejoras abordables en el futuro.