Fechar

@PhDThesis{Moraes:2004:SiCiMo,
               author = "Moraes, M{\'a}rcio Augusto Ernesto de",
                title = "Simula{\c{c}}{\~o}es cin{\'e}ticas para modelagens de 
                         fen{\^o}menos em plasma espaciais",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2004",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2004-04-05",
             keywords = "Plasmas espaciais, distribui{\c{c}}{\~a}o girotr{\'o}pica, 
                         simula{\c{c}}{\~a}o por part{\'{\i}}culas, instabilidades em 
                         plasmas, ondas em plasma, space plasmas, gyrotropic distribution, 
                         particle simulations, plasma instabilities, plasma waves.",
             abstract = "Este trabalho de Doutorado tem como objetivo estudar alguns 
                         fen{\^o}menos em plasmas espaciais atrav{\'e}s de teorias 
                         existentes e simula{\c{c}}{\~o}es computacionais via 
                         part{\'{\i}}culas. Primeiramente nos concentramos em estudar os 
                         processos envolvendo as intera{\c{c}}{\~o}es n{\~a}o lineares 
                         entre ondas de Langmuir, eletromagn{\'e}ticas e {\'{\i}}on 
                         ac{\'u}sticas que s{\~a}o associadas {\`a}s explos{\~o}es de 
                         r{\'a}dio solar do tipo III. Para isto, deduzimos uma 
                         rela{\c{c}}{\~a}o de dispers{\~a}o partindo das 
                         equa{\c{c}}{\~o}es generalizadas de Zakharov, considerando duas 
                         ondas indutoras de Langmuir contrapropagantes e com amplitudes 
                         diferentes, e a excita{\c{c}}{\~a}o de ondas 
                         eletromagn{\'e}ticas e de ondas de Langmuir. A partir da 
                         solu{\c{c}}{\~a}o num{\'e}rica da rela{\c{c}}{\~a}o de 
                         dispers{\~a}o, encontramos que as propriedades de estabilidade 
                         dependem do n{\'u}mero de onda da onda indutora e da raz{\~a}o 
                         entre as amplitudes das ondas indutoras contrapropagantes. A 
                         presen{\c{c}}a da segunda onda indutora permite gerar ondas 
                         eletromagn{\'e}ticas convertidas para cima e para baixo, 
                         simultaneamente, e que se a segunda onda indutora tiver amplitude 
                         diferente da primeira surgem regi{\~o}es de instabilidade 
                         convectiva. A segunda parte do trabalho consistiu no estudo das 
                         instabilidades associadas {\`a} n{\~a}o girotropia dos 
                         el{\'e}trons. Partimos da equa{\c{c}}{\~a}o de Vlasov, 
                         considerando presentes tr{\^e}s esp{\'e}cies de 
                         part{\'{\i}}culas, el{\'e}trons ( e ) e pr{\'o}tons ( p ) do 
                         plasma de fundo, com fun{\c{c}}{\~a}o de 
                         distribui{\c{c}}{\~a}o do tipo 0 ( ) ( , ) e p x f v v\⊥ 
                         , e uma terceira esp{\'e}cie, el{\'e}trons (b ) com 
                         fun{\c{c}}{\~a}o de distribui{\c{c}}{\~a}o do tipo f0b (vx ,v 
                         ,\φ bt) \⊥ + , que representa um agrupamento de 
                         part{\'{\i}}culas girando em torno do campo magn{\'e}tico 
                         ambiente, e deduzimos uma rela{\c{c}}{\~a}o de dispers{\~a}o 
                         linear. Resolvemos numericamente esta rela{\c{c}}{\~a}o de 
                         dispers{\~a}o com par{\^a}metros observados in situ, para 
                         diferentes tipos de n{\~a}o girotropia. Observamos que para 
                         determinados par{\^a}metros a n{\~a}o girotropia intensifica 
                         instabilidades existentes. Com base nos resultados da an{\'a}lise 
                         linear, realizamos simula{\c{c}}{\~o}es computacionais via 
                         part{\'{\i}}culas usando os mesmos par{\^a}metros para 
                         diferentes tipos de n{\~a}o girotropia. De um modo geral, as 
                         simula{\c{c}}{\~o}es mostraram que a n{\~a}o girotropia 
                         desestabiliza o meio, excita novos tipos de atividades de ondas, 
                         amplifica e estimula modos eletrost{\'a}ticos e 
                         eletromagn{\'e}ticos, devido {\`a} energia livre que a n{\~a}o 
                         girotropia fornece. ABSTRACT: The purpose of this doctoral thesis 
                         is to study some phenomena in space plasma using theoretical 
                         models and computer simulation via particles. Firstly, we 
                         concentrate on studying the process involving nonlinear 
                         interactions among Langmuir, electromagnetic and ion acoustic 
                         waves, associated with type III solar radio bursts. Starting from 
                         the generalized Zakharov equations, considering two counter 
                         propagating Langmuir pump waves with different amplitudes, and 
                         excitation of electromagnetic and induced Langmuir waves, we 
                         obtain a general dispersion relation. From numerical solutions of 
                         the dispersion relation, we found that the stability properties 
                         depend on the pump wave numbers and on the ratio of the wave 
                         amplitudes of the counter propagating pump waves. The inclusion of 
                         a second pump wave allows the simultaneous generation of up and 
                         down converted electromagnetic waves. When the second pump wave 
                         has different amplitude from the first, convective instability 
                         regions appear. The second part of this work consists in the study 
                         of instabilities associated with electron nongyrotropy. The Vlasov 
                         equation is used to obtain the dispersion relation for the system, 
                         considering three species of particles: electrons ( e ) and 
                         protons ( p) of background plasma, with distribution function of 
                         type 0 ( ) ( , ) e p x f v v\⊥ , and a third specie, 
                         electrons (b ), with distribution function 0 ( , , ) b x b f v v 
                         \φ t \⊥ + , that represents phase bunched particles 
                         rotating around the ambient magnetic field. We numerically solve 
                         this dispersion relation with parameters observed in situ for 
                         different types of nongyrotropy. We observe that for determined 
                         parameters the nongyrotropy enhances preexisting instabilities. 
                         Based on numerical results of the linear analyses, we realized 
                         computer simulations via particles, for different types of 
                         nongyrotropy. In a general way, the simulations show that the free 
                         energy provided by nongyrotropy destabilizes the system, excites 
                         new types of wave activities, amplify and stimulate electrostatic 
                         and electromagnetic waves.",
            committee = "Gonz{\'a}lez-Alarcon, Alicia Luiza Cl{\'u}a de (presidente) and 
                         Alves, Maria Virg{\'{\i}}nia (orientadora) and Abalde-Guede, 
                         Jos{\'e} Ricardo and Bittencourt, Jos{\'e} Augusto and Rosa, 
                         Reinaldo Roberto and Kostov, Konstantin and Ziebel, Luiz 
                         Fernando",
           copyholder = "SID/SCD",
         englishtitle = "Kinetic simulations to modeling events in space plasmas",
             language = "pt",
                pages = "200",
                  ibi = "6qtX3pFwXQZ3P8SECKy/CoBbN",
                  url = "http://urlib.net/ibi/6qtX3pFwXQZ3P8SECKy/CoBbN",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "12 maio 2024"
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