Navegando por Autor "Oliveira, Matheus Felipe Cristaldo de"

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    Enhancing learning of the Grad-Shafranov Equation through scientific literature: part 1 of a physics education series
    (Sociedade Brasileira de Física) Ojeda-González, Arian; Santos, Lenadro Nunes dos; La Luz, Victor Hugo de; Oliveira, Matheus Felipe Cristaldo de; Sousa, Antonio Nilson Laurindo; Prestes, Alan; Klausner, Virgínia; Pilling, Sergio
    This article provides a comprehensive review of relevant studies in the fields of plasma physics, electromagnetism, and space physics. The aim is to demonstrate how the study of the scientific literature can be used to enhance problem-solving abilities and develop innovative solutions in physics. In this paper, we focus on the study of solutions of the specific Grad-Shafranov equation. Two of the new solutions proposed by Yoon and Lui (2005) are used as a basis for the development of a new solution. The new solution presented has singular points similar to the Yoon-Lui-2 solution, but with an inverted configuration, and also presents less rounded double islands compared to the Yoon-Lui-2 solution. Additionally, the new solution does not exhibit the formation of a current ring, a characteristic of the Yoon-Lui-1 solution, and varying its parameters may lead to higher plasma confinement efficiency. In summary, we illustrate how a thorough analysis of literature can serve as a powerful means for generating innovative approaches to resolving theoretical issues in physics.
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    Enhancing learning of the Grad-Shafranov equation through scientific literature: part 2 of a physics education series
    (Sociedade Brasileira de Física) Santos, Lenadro Nunes dos; Ojeda-González, Arian; La Luz, Victor Hugo de; Klausner, Virgínia; Pilling, Sergio; Prestes, Alan; Sousa, Antonio Nilson Laurindo; Oliveira, Matheus Felipe Cristaldo de
    In part 1 of our physics education series, we introduced a novel solution based on Yoon-Lui’s solutions 1 and 2. Building upon that, this follow-up presents a new solution obtained by combining the generating functions of Yoon-Lui-1 and Yoon-Lui-3, resulting in a new and simplified general solution. We also calculate the singular points and determine their coordinates for various parameter values. A graphical representation of the solution is presented, showing the magnetic field lines and current density distribution. The behavior of the magnetic field and the effect of varying the parameter are discussed. The observed magnetic islands and singular points are relevant in the fields of Plasma Physics and Space Physics, providing insights into magnetic structures in plasmas and their impact on confinement and stability. Furthermore, this study encourages innovation and equips researchers and students with the necessary tools to make meaningful contributions to the field, emphasizing the integration of scientific literature into physics education to promote a comprehensive understanding of physical concepts and their practical applications.
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    Enhancing learning of the Grad-Shafranov equation through scientific literature: Part 3 of a physics education series
    (Sociedade Brasileira de Física) Ojeda-González, Arian; Oliveira, Matheus Felipe Cristaldo de; Santos, Leandro Nunes dos; Sousa, Antonio Nilson Laurindo; Pilling, Sergio
    The Grad-Shafranov (GS) equation is a fundamental tool extensively used in plasma physics, particularly in the context of magnetic confinement, notably in tokamaks for fusion energy research. This equation plays a crucial role in reconstructing magnetic field topology in plasma regions like the magnetopause and magnetotail, leading to the development of the GS reconstruction technique. In this third installment of our series, we explore the merger of the Yoon-Lui-2 and Yoon-Lui-3 generating functions, allowing for a deeper understanding of the core equation in Plasma Physics. Furthermore, this article provides a comprehensive summary of solutions previously presented in Parts 1 and 2. We investigate the behavior of magnetic islands positioned above either the X-axis or the Z-axis for specific parameter values and their impact on plasma confinement. The article concludes that the derived model offers a simpler, more stable, and easily analyzable solution for magnetic morphology. However, it is worth noting that the model’s inflexibility in singularity positions may limit its adaptability to different scenarios. This article marks the conclusion of our physics education series dedicated to studying new specific solutions of the GS equation.
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    Modelos analíticos de uma forma específica da equação de Grad-Shafranov aplicado em plasmas espaciais
    (2020-08-27) Ojeda González, Arian; Oliveira, Sergio Pilling Guapyassu de; Fernandes, Francisco Carlos Rocha; Lucas, Aline de; Oliveira, Matheus Felipe Cristaldo de; São José dos Campos
    Este trabalho é um estudo de uma pesquisa detalhada abrangendo a área daFísica Espa-cial. No qual será elaborada visando uma construção sistemática satisfazendo as teoriasaplicadas nas áreas deFísica de Plasma, Eletromagnetismoe aTeoria Magnetohidrodi-nâmica(MHD). Esta construção terá como característica abordar e explicar a construçãofísica-matemática para a obtenção de uma forma especíAca da equação deGrad-Shafranov,que é uma equação diferencial importante para se fazer estudos de fenômenos físicos noplasma geoespacial. As soluções desta equação podem ser obtidas a partir dafórmula deWalkerde 1915. Estas soluções são analíticas e fornecem informações para possíveis mor-fologias geométricas que um campo magnético possa assumir em determinadas situaçõesfísicas que gerem lâminas de corrente bidimensionais. Vários trabalhos como o deHarris(1962), Fadeev (1965), Kan (1963), Manankova (2003), dentre outros, sugeriram váriostipos destas soluções. Elas, em sua grande maioria, são abordadas, revistas, discutidas emelhoradas no sentido de melhor compreensão das propostas que elas trazem. Essas me-lhoras são apresentadas em gráAcos e discussões, visando propor argumentos claros quepossibilitarão melhores interpretações dos modelos analíticos que são decorrentes de váriaspublicações nesta área. Algumas características geométricas que essas soluções apresen-tam como os pontos neutrosX,Oe ponto singularSforam discutidas para salientar aimportância de detectar e apresentar esses pontos que podem trazer interpretações dosfenômenos físicos relativos à morfologia docampo magnético. Na sequencia, é apresen-tada e sugerida uma nova solução analítica, que possuí uma lâmina de corrente em formacilíndrica e com características de fractais.