Navegando por Autor "Santos, Leandro Nunes dos"

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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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    Identificação e caracterização de pontos singulares em novas soluções analíticas da equação específica de Grad-Shafranov
    (2022-03-07) Ojeda González, Arian; Oliveira, Sergio Pilling Guapyassu de; Cardoso, Vitor; Alves, Maria Virgínia; Cerda, Rodrigo Andrés Miranda; Selhorst, Caius Lucius; Santos, Leandro Nunes dos; De La Luz Rodriguez, Victor Hugo; São José dos Campos
    A presente tese de doutorado aprofunda estudos anteriores a respeito da equação de Grad- Shafranov, que deriva das equações básicas do Eletromagnetismo e dos conceitos da Teoria Cinética em Física de Plasma. Esta equação aparece em duas versões: i) uma versão mais geral, que se aplica quando a densidade de corrente é definida em função da primeira derivada do potencial vetor magnético, e que não tem solução analítica, e ii), que é uma versão simplificada, conhecida como equação específica de Grad-Shafranov, que se aplica quando a densidade de corrente se expressa como função da exponencial do potencial vetor magnético. A equação específica tem solução analítica e foi resolvida primeiramente por Walker, em 1915, com inúmeras aplicações à Física Espacial. Alguns dos modelos obtidos a partir da fórmula de Walker têm em comum a presença de pontos neutros do tipo-?? e do tipo-?? (ilhas magnéticas), oriundos da teoria da reconexão magnética, e pontos do tipo-?? (S de singular), onde o valor máximo do campo magnético tende ao infinito. Diversas soluções foram propostas por outros autores a fim de compreender a coexistência desses pontos. Com o intuito de aprofundar essa discussão, inovou-se com seis novas soluções da equação específica de Grad-Shafranov, usando os modelos de Fad- dev, Kan, NAVAL e Yoon-Lui, aplicados à fórmula de Walker. Através das análises físicas desses modelos, buscamos entender o comportamento dos pontos dos tipos ??, ?? e ?? em novas configurações topológicas do campo magnético dadas pelas novas soluções. Outro resultado importante se deve ao estudo teórico das vizinhanças dos pontos singulares: neste contexto, propomos uma metodologia para excluir as singularidades. Para isto, ex- pandimos as equações matemáticas dos modos de onda MHD, considerando ou não a corrente de deslocamento. Desta forma, torna-se possível aproveitar essas novas soluções em modelos MHD, usando-as como condições iniciais para a resolução numérica da equa- ção de Grad-Shafranov. Deixamos de sugestão para trabalhos futuros estudar aplicações imediatas destas novas soluções.