Modelos cineticos de particulas

Modelos cineticos de particulas

Ecuación cinética del plasma

Los tres términos del lado derecho de la Ecuación 1 describen cómo la difusión, la sedimentación y la disolución afectan a un cambio neto en la densidad numérica de las partículas. Estos se describen por separado en las siguientes secciones.

donde DF es la dimensión fractal de los aglomerados. Si la densidad del aglomerado se conoce o se mide, por ejemplo, mediante el VCM, no se calcula, sino que se utiliza como parámetro de entrada en las ecuaciones 6 y 7 para calcular la porosidad y el diámetro iniciales del aglomerado. Si se conocen tanto la densidad efectiva como los diámetros de los aglomerados, se utilizan directamente en la ecuación 5. También se pueden utilizar expresiones alternativas que tengan en cuenta la permeabilidad de los aglomerados [35, 36], como en el modelo de sedimentación de «partículas en una caja» [37], dependiendo de la naturaleza del estado de aglomeración de las partículas en el medio líquido. En este trabajo, se midió la densidad de las partículas de plata utilizando VCM, y se determinó que las partículas no eran aglomerados sino partículas recubiertas de proteína (discutido más adelante).

Se incluyeron dos tasas diferentes en el modelo para describir la transferencia de iones desde la superficie de la partícula a las proteínas con el fin de capturar el comportamiento de las dos tasas del proceso de disolución (el primer y el segundo término en la Ecuación 10).Hay ocho parámetros ajustados en las ecuaciones del modelo de disolución (Ecuaciones 9 y 10): k

Partículas de época en la célula

Ponente invitado:  Cory HauckInstitución:  Laboratorio Nacional Oak Ridge y Universidad de TennesseeResumen: Los modelos cinéticos se utilizan para simular el comportamiento colectivo de los sistemas de partículas. Proporcionan una descripción mesoscópica que constituye un vínculo entre los modelos de fluidos continuos, que no son válidos en entornos de no-equilibrio, y los modelos de dinámica molecular, que suelen ser demasiado caros para fines prácticos. En esta charla, presentaré el formalismo básico de la teoría cinética y discutiré algunas aplicaciones relevantes. A continuación, presentaré algunos de los muchos retos numéricos, junto con algunos enfoques matemáticos para abordarlos.

Tipos de plasma

El plasma en una configuración de campo cruzado parcialmente magnetizado tiene muchas aplicaciones de ingeniería, desde la fabricación hasta la propulsión eléctrica en el espacio. El plasma en estos dispositivos se caracteriza típicamente por un alto grado de anisotropía y una miríada de fenómenos que surgen de la desviación de la función de distribución de energía de los electrones de una Maxwelliana. Estos dos aspectos hacen que los modelos cinéticos y, en particular, las simulaciones Particle-in-Cell (PIC) sean herramientas muy adecuadas para estudiar el comportamiento del plasma. Una simulación PIC puede considerarse como un «experimento estadístico» en el que se combina un modelo lagrangiano para las partículas de la simulación con un modelo euleriano basado en rejillas para los campos electromagnéticos. El hecho de que las simulaciones PIC se hayan aplicado a una amplia gama de problemas a través de aplicaciones para estudiar plasmas con grandes diferencias de energía y escalas características es un testimonio de su versatilidad y potencia.

A pesar de sus evidentes ventajas, la realización de una simulación PIC fiable va acompañada de una serie de retos que deben abordarse adecuadamente para que los resultados obtenidos sean fiables. Estos retos están parcialmente relacionados con la naturaleza «estadística» del algoritmo PIC, que como cualquier otro método similar, necesita una significación estadística adecuada. Además, los algoritmos PIC «explícitos» deben cumplir con requisitos numéricos típicamente estrictos para capturar adecuadamente los fenómenos plasmáticos relevantes a través de amplias escalas espacio-temporales. Debido a estos factores y a otros más, la comprobación y la verificación rigurosas deben ser una parte intrínseca del desarrollo de una simulación PIC para cualquier aplicación.

Temas de física del plasma

Las canicas deben ser de colores aleatorios para que los alumnos puedan concentrarse en una en particular si lo desean. La fina base de corcho reduce el ruido y ayuda a los alumnos a distinguir entre las colisiones de las canicas y las de las paredes.

Fije la base de goma sobre el extremo inferior del tubo, que se sujeta como se indica en el diagrama. Ajusta la altura del tubo hasta que la base de goma quede uno o dos milímetros por encima de la varilla vibrante en su posición media. Conecte los terminales de c.c. de la alimentación de tensión variable en paralelo a los terminales de campo y de inducido del motor. Añada los pequeños rodamientos de bronce fosforado hasta que cubran aproximadamente dos tercios de la base. Coloque la tapa sobre la parte superior del tubo para evitar que las bolas se escapen y para reducir el ruido.

Si se utiliza un vibrador diferente con el tubo original y la base de lámina de goma del kit de modelo cinético tridimensional, la base puede dañarse pronto. Sin embargo, la vida útil de la base puede prolongarse considerablemente pegando un pequeño disco de papel de aluminio sobre la goma.

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