Estudio del Fenómeno de Mezcla de Nubes con un Simple Modelo Numérico 3D (original) (raw)

Estudio de mezcla de aire en nubes con un modelo numérico 3D

Revista Internacional De Metodos Numericos Para Calculo Y Diseno En Ingenieria, 1994

En este trabajo se presenta un estudio del mecanismo de mezcla de aire que sufren las nubes convectivas con el aire del entorno, utilizando los campos de viento, temperatura, presión y contenido de agua líquida obtenidos con un modelo de simulación numérico 3D. Este estudio se realizó a traves del análisis de dos variables que se conservan ante movimientos adiabáticos de la parcela estudiada; y que se mezclan en forma casi lineal; ellas son la temperatura potencial equivalente húmeda y la cantidad total de la sustancia agua (vapor + agua líquida). Los resultados obtenidos en este trabajo muestran que los comportamientos generales provenientes de mediciones "in situ" son encontrados también aquí. Además, puede concluirse que la mezcla de aire desde los sectores superiores de la nube debería ser de tipo turbulento y no producida por corrientes descendentes organizadas. Los resultados del modelo confirman además la buena performance del mismo en la descripción de la circulación del aire en la nube. En el trabajo se discuten las ventajas que ofrece el estudio de propiedades de las nubes convectivas realizado a traves de modelos numéricos adecuados.

Estudio de mezcla de aire en nubes con un modelo num�rico 3D

1994

Simulación numérica de procesos atmosféricos. Parte I: Modelo de Nube

1992

En este trabajo se presenta un modelo numérico de convección atmosférica tridimensional, que incluye los procesos de condensación de vapor y que tiene en cuenta la variación de los parámetros físicos con la altura. Las ecuaciones pronósticas que se presentan son resueltas por diferencias finitas en una grilla tipo "stagger" con Ax = 500m y At = 10s. Se utilizan condiciones periódicas de contorno, en los contornos laterales, lo cual. hace posible la resolución, por un método pseudo-espectral, de la ecuación diagnóstica resultante para la perturbación de presión . Un análisis cualitativo de los resultados de obtenidos hasta el momento, indican que la performance del modelo, en la descripción de la etapa de formación de una nube convectiva, es satisfactorio. Se presenta además una discusión de las ecuaciones a utilizar para simular trayectorias y crecimiento de un granizo en los campos obtenidos con el modelo.

Simulación Del Fenómeno De Ebullición Nucleada Y Flujo Crítico De Calor Utilizando Autómatas Celulares Y Geométricos

2002

La transferencia de calor por ebullicion ha sido ampliamente usada en numerosas aplicaciones industriales donde es necesaria alta eficiencia en la transferencia termica, tales como la refrigeracion de los nucleos de reactores nucleares, generadores de vapor, plantas de procesamiento de alimentos, y muchas otras. Comunmente se utilizan promediados macroscopios de magnitudes para caracterizar el campo de ebullicion cercano a una pared calefactora, representando la cantidad relativa de cada fase, el numero de burbujas por unidad de volumen, la densidad de area interfacial, el tamano medio de las burbujas, etc. En tales representaciones, los flujos bubbly son descritos con ecuaciones diferenciales en terminos de los campos promediados que representaban las variables fisicas con cierto detalle. Los modelos mas conocidos son el modelo de flujo homogeno1 (Wallis 1969), el modelo de drift-flux2 (Zuber 1965), y el modelo de dos fluidos3 (Ishii 1975). Una perspectiva diferente en el modelado ...

Simulación en tres dimensiones del problema de N cuerpos

We present a set of routines developed with MATLAB to simulate the motion of N bodies subject to Newtonian interaction in the three-dimensional space. The software allows to choose among several kinds of numerical integrators, say various Runge-Kutta methods and linear multistep algorithms, some of them of symplectic character. Initial conditions are introduced either in cartesian coordinates or in orbital elements. The program detects collision events. Simulation is accomplished in real-time using the common visualization packages of MATLAB. We can change the point of view and project the motion in ttree coordinate planes. The integrals of the motion are checked at each step of the integration. Several examples of the solar system, choreographies of the N body problem and other peculair motions of planar and spatial problems are shown. Thiis work is part of the Master Thesis Project of M.C. Peña.

OPTIMIZACIÓN NUMÉRICA DEL MODELO HIDRODINÁMICO YAXUM/3D

Resumen. La tecnología actual de los procesadores de propósito general, no se basa solo en la velocidad de los ciclos de procesamiento, también se hace se uso de tecnologías que permitan procesar de manera más eficiente la información, sobre todo en el ámbito de las aplicaciones numéricas. Tecnologías como MMX™, SSE, SSE3, permiten ejecutar de forma óptima bucles en menos ciclos de reloj, no obstante a pesar de que las capacidades de los compiladores actuales permiten la generación código optimo, estos no son los suficientemente inteligentes para poder convertir todos los bucles a formas vectoriales. En este trabajo se presenta la reingeniería de los algoritmos numéricos del modelo hidrodinámico YAXUM/3D para convertirlos en instrucciones vectoriales y se pueda hacer uso de forma transparente de las tecnologías de: paralelización automática, vectorización automática y optimización interprocedural. Se muestran los resultados obtenidos en rendimiento con una reducción del tiempo del 600%, aplicado al estudio de la dinámica y dispersión de contaminantes del sistema río-laguna-mar de la laguna " el Yucateco ". Actualmente la tecnología en cómputo ha permitido procesar con una mayor eficiencia y rapidez los esquemas numéricos, no obstante, para aprovechar al máximo las nuevas tecnologías como MMX, SSE3 y la paralelización automática es necesario escribir el código fuente del tal forma que los compiladores puedan llevar a cabo las optimizaciones necesarias y generar código específico para cada procesador que permita aprovechar al máximo el rendimiento del hardware. La tendencia actual es introducir en los procesadores núcleos independientes de procesamiento que pueden trabajar sobre distintas secuencias de código en forma de hilos de ejecución, para muestra basta con mencionar el nuevo procesador quad-core Xeon de Intel, que puede manejar cuatro distintas secuencias de ejecución al mismo tiempo y que en un futuro cada núcleo podrá ser hiperhilado dando hasta un rendimiento de hasta seis procesadores integrados en un solo chip. La estructura de los nuevos compiladores permite generar código específico para distintas arquitecturas incluyendo la tecnología de doble o cuádruple núcleo de una forma completamente transparente para el usuario (véase la Figura 1). Este tipo de compiladores permite llevar a cabo optimizaciones necesarias para aprovechar al máximo la arquitectura de la plataforma. La tecnología que da soporte al paralelismo de forma automática son las aplicaciones multihiladas que permite convertir una aplicación serial en paralela, permitiendo obtener un mejor rendimiento al hacer uso de la tecnología multinúcleo contenida en los procesadores Duo, Extreme y sistemas de procesamiento simétrico (SMP) como el Dual Xeon con hiperhilado.

Simulación Numérica de Procesos Atmosféricos

1991

En este trabajo se presenta un modelo numerico de conveccion atmosferica tridimensional, que incluye los procesos de condensacion de vapor y que tiene en cuenta la variacion de los parametros fisicos con la altura. Las ecuaciones pronosticas que se presentan son resueltas por diferencias finitas en una grilla tipo "stagger" con Δx=500m y Δt=10s. Se utilizan condiciones periodicas de contorno, en los contornos lateales, lo cual hace posible la resolucion, por un metodo pseudo-espectral, de la ecuacion diagnostica resultante para la perturbacion de presion. Un analisis cualitativo de los resultados obtenidos hasta el momento, indican que la performance del modelo, en la descripcion de la etapa de formacion de una nube convectiva, es satisfactorio. Se presenta ademas una discusion de las ecuaciones a utilizar para simular trayectorias y crecimiento de un granizo en los campos obtenidos con el modelo.

Estudio numérico de la electrificación de nubes

1994

En este trabajo se presenta un modelo numérico 3D para evaluar la capacidad que posee el mecanismo de cargado por colisiones hielo-hielo con fracturas de fragmentos (Caranti et al. 911), de reproducir los hechos más salientes de la estructura eléctrica de una tormenta. Así el modelo numérico solo incluye este mecanismo de cargado utilizando para ello los datos experimentales de Avila y Caranti 92'. Este modelo incluye un espectro discreto con ocho categorías de partículas y los fragmentos aumentan el número de una de ellas. Se muestra que este mecanismo produce altos campos eléctricos (400 KV/m) en un tiempo esperado (4 minutos). Además se muestra superposiciones de las regiones positiva y negativamente cargadas, produciendo una estructura dipolar (o tripolar) altamente estable en el tiempo. Las cargas obtenidas por partículas, están de acuerdo con los datos de mediciones en nubes con aviones. Se presenta además la discusión de los resultados obtenidos con una versión 2D del modelo.

Simulación Numérica de Flujo Magnetogasdinámico Ideal 3D No Estacionario

Mecánica Computacional, 2008

Palabras claves: Magnetogasdinámica, problema de Riemann, esquema TVD Resumen. En este trabajo se presentan los resultados obtenidos mediante el uso de una metodología implementada para resolver numéricamente las ecuaciones de la magnetogasdinámica ideal tridimensional no estacionaria. Dicha metodología está basada en un método de alta resolución junto con un esquema "Total Variation Diminishing" (TVD) en un seguidor de Riemann aproximado. Se resuelve el problema del "tubo de choque" para un fluido conductor inmerso en un campo magnético. Los resultados obtenidos con un mallado de 200x70x70 se han comparado con aquellos realizados y validados en 2D para un mallado de 1000x350. Ambos resultados presentan grandes similutudes. Las pequeñas diferencias observadas se atribuyen a la diferencia de densidad de los mallados. Por esta razón se realiza posteriormente una comparación entre resultados 3D con cuatro densidades de mallado diferentes, observándose que las diferencias entre estos resultados concuerdan con las observadas entre los resultados anteriores.

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