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Sara RobiscoJuan Carlos GilFrancis VillatoroHéctor SocasGastón Giribetsimulaciones pic sensibilidad partículasartículo número partículas por celdatécnica computacional cara motores espacialesPICJuan Carlos GilPrincipio de incertidumbreDirección XFrancis Villatoro
Artículo número Partículas por celda
Ep 503: Propulsión Espacial; Computación Cuántica; Fusiones de Estrellas de Neutrones; Agujeros Negros
13 de marzo de 20254 momentos
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Juan Carlos Gil explica las limitaciones del método PIC (Particle-in-Cell) para simulaciones, destacando su alta sensibilidad al número de partículas por celda.
…yo utilizaba, simulaba iones en disolución y para mí el agua era un baño con tim. No tenía capacidad de cálculo para explicitar las moléculas de agua. Recordad es parecido. Yo por supuesto mis fuerzas también eran colómbicas y de repulsión entre los átomos. Bien, ¿qué ocurre con este método PIC? Pues que es extraordinariamente ruidos. En cuanto el número de partículas en una celda dada, pues no es de varios miles. En este artículo que os voy a comentar, de hecho, hacen una técnica mucho mejor y calculan el número de partículas que deberías tener por celda para que el PIC diese resultados razonables y le salen 10.000. O sea, necesitaríamos 10.000 partículas en cada celda y describir la pluma con muchos miles de celdas, un número abrumador Bueno, pues que las simulaciones PIX tienen una fluctuación estadística brutal, a no ser que le metas un número absurdo de celdas y de partículas Así que este artículo lo que ha hecho ha sido atreverse, una técnica que ya se conocía, pero que era también muy cara en términos de ordenador y que yo sepa es la primera vez que se utiliza para motores espaciales. Sí que se ha utilizado para fusión nuclear y en astrofísica, simulaciones de Blasov. ¿A ti te suena de algo, Héctor? Esto de simulación de Blasov con dos Vs, tengo que preguntar a Héctor porque lo mencionan en el artículo que no se queda de la corona del Sol,…
Significado #1 · Palabras #1
Juan Carlos Gil describe cómo estudios recientes han mejorado la simulación de motores electrostáticos al incorporar cinética y considerar electrones, aunque de forma simplificada.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #3 · Palabras #6simulación motores electrostáticos cinéticamodelo pic partículas en celdamacropartículas electrones cationes malla espacialordenadores cuánticos simulación partículas…masa y usaban leyes empíricas para los iones de laz, con lo cual te dan un modelo que con una calculadora programable se podría explorar, pero claro, no capturaban nada bien la física del sistema; desde luego nada cinético, era todo completamente estático. Estudios más recientes han mejorado esto; han incorporado de alguna forma la cinética, explicitando los electrones, pero de forma burda. Es lo que se llama el modelo, la forma de simularlo, PIC, P-I-C, Particle in Cell, partículas en celda, que consiste en considerar grupos, no cada partícula independiente. No nos dan los ordenadores todavía; quizá los cuánticos algún día, considerar grupos de partículas cargadas; de nuevo las partículas son electrones y los cationes, lo que llaman macropartículas, hacen una malla espacial y distribuyen macropartículas en esa malla y. entonces se resuelve el campo electromagnético con todas las cargas por ahí dispersas; se calculan las fuerzas de Lorentz resultantes sobre cada una de las metapartículas, macropartículas estas en la malla; se integra su movimiento según la segunda ley de…
Juan Carlos Gil explica las limitaciones del método PIC (Particle-in-Cell) para simulaciones, destacando su alta sensibilidad al número de partículas por celda.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #1 · Palabras #1simulaciones pic sensibilidad partículasartículo número partículas por celdatécnica computacional cara motores espaciales…yo utilizaba, simulaba iones en disolución y para mí el agua era un baño con tim. No tenía capacidad de cálculo para explicitar las moléculas de agua. Recordad es parecido. Yo por supuesto mis fuerzas también eran colómbicas y de repulsión entre los átomos. Bien, ¿qué ocurre con este método PIC? Pues que es extraordinariamente ruidos. En cuanto el número de partículas en una celda dada, pues no es de varios miles. En este artículo que os voy a comentar, de hecho, hacen una técnica mucho mejor y calculan el número de partículas que deberías tener por celda para que el PIC diese resultados razonables y le salen 10.000. O sea, necesitaríamos 10.000 partículas en cada celda y describir la pluma con muchos miles de celdas, un número abrumador Bueno, pues que las simulaciones PIX tienen una fluctuación estadística brutal, a no ser que le metas un número absurdo de celdas y de partículas Así que este artículo lo que ha hecho ha sido atreverse, una técnica que ya se conocía, pero que era también muy cara en términos de ordenador y que yo sepa es la primera vez que se utiliza para motores espaciales. Sí que se ha utilizado para fusión nuclear y en astrofísica, simulaciones de Blasov. ¿A ti te suena de algo, Héctor? Esto de simulación de Blasov con dos Vs, tengo que preguntar a Héctor porque lo mencionan en el artículo que no se queda de la corona del Sol,…
Francis Villatoro explica una técnica común utilizada cuando se emplean mallas 'staggers', donde se superponen dos mallas para calcular velocidades en el centro de las celdas.
Habla: Francis VillatoroPalabras #5mallas staggers velocidades celdasoperador producto vectorial centro celdavelocidad mitad tamaño mallados mallas paso espacial doble…me dices que es una técnica conocida, pues tú te lo conoces todo. Lo discretizan por separado, hacen una malla espacial en dos dimensiones y una malla en velocidad también en dos dimensiones, separadas; lo llaman 2D, 2V, de dos dimensiones y dos en velocidad. Eso es típico para cuando usas mallas staggers, cuando hay una malla cuadrangular, cuatro puntitos, y pones otra magnitud, que sea una magnitud que se obtiene por un operador de producto vectorial; la pones en el centro, y tienes como dos mallas una encima de la otra, y entonces calculas una velocidad en medio de la celda, utilizando las posiciones que tienes a una distancia mitad del tamaño de la malla, y entre velocidades para el movimiento de lo que pasa en la celda usas la otra malla. Es decir, al tener las dos mallas estás trabajando con la mitad del paso espacial pero tú solo operas con datos, con un número de datos que correspondería al doble. No sé si lo he explicado bien. Eso utiliza mucho para resolver las ecuaciones de Maxwell y muchas cosas, y te ahorra la mitad de tiempo de cómputo. Pues está relacionado, sí; no he entendido del todo el detalle de la técnica que dices, pero claro, yo es que…
Juan Carlos Gil describe una simulación donde se conoce la posición y velocidad de cada partícula, lo que implica una violación del principio de incertidumbre.
Habla: Juan Carlos GilSignificado #12 · Palabras #4posición y velocidad partícula incertidumbremalla espacio físico celdas dirección xsimetría radial problema espacialvelocidad partículas 256 por 256…mucho para resolver las ecuaciones de Maxwell y muchas cosas, y te ahorra la mitad de tiempo de cómputo. Pues está relacionado, sí; no he entendido del todo el detalle de la técnica que dices, pero claro, yo es que vengo del mundo en el que en una simulación. miras una partícula y sabes su posición y su velocidad, ¿vale? O sea, violas el principio de incertidumbre, no sabes completamente dónde está y qué velocidad tiene, pero aquí van por separado, ¿no? Lo cual es curioso. Bueno, la malla del espacio físico que usan es 800 por 400 celdas, el 800 es la dirección X que es la de escape de las partículas y la Y tiene la mitad, los 800 por 400, bueno porque el problema tiene simetría radial, justifican que les va bien Eso para la espacial y para la velocidad utilizan 256 por 256, porque han usado este número pues se me escapa, es Curioso, han debido optimizar el tamaño de la palabra. Entonces no es una malla literalmente Stagg, son dos mallas en paralelo a escala distinta, porque tienen números de puntos distintos. Sí, sí, y además es radical: 256 por 256, curiosísimo. Bueno, usan…