Magíster en Ciencias, Mención Física / Investigamos la separación asintótica del potencial óptico en espacio de momentum para el scattering nucleón-núcleo. En esta separación, el potencial es dividido en una componente que depende de la matriz t libre y otra que acopla la matriz densidad con el gradiente de la interacción efectiva. Dicha descomposición nos permite identificar claramente el confinamiento, en la superficie del núcleo, de los efectos intrínsecos del medio nuclear. Además, basándonos en esta estructura general para el potencial óptico, somos capaces de incorporar en el cálculo del potencial una descripción de la densidad del estado base del núcleo a través un modelo de capas. Examinamos estas características en el contexto del scattering elástico de un protón por un núcleo a energías bajo los 60 MeV, encontrando que el acoplamiento pn da cuenta de la mayor parte de los efectos introducidos. Los observables de scattering concuerdan con los obtenidos por Arellano, Brieva y Love dentro de un 10 %. También fueron estudiados procesos cuasi-elásticos de intercambio de carga, en los que se encuentra una mayor discrepancia con los datos experimentales, lo que reafirma la necesidad de trabajos futuros en esta área. Para haces de nucleones bajo los 60 MeV, la manifestación en la superficie de los efectos intrínsecos del medio y el acoplamiento selectivo de protones con neutrones pueden hacer del esquema estudiado una herramienta útil en el estudio de fenómenos sensibles a la estructura periférica de los sistemas nucleares.

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En esta tesis se analiza la formación de patrones debido a inestabilidades en un sistema de reacción - difusión - advección generadas mediante un flujo de corte. Las inestabilidades son similares a la formación de patrones de Turing en un sistema de activador - inhibidor donde una condición necesaria es que la difusividad del inhibidor es mayor que la difusividad del activador. En presencia de un flujo de corte, nosotros encontramos que esta condición no es necesaria. Nosotros analizamos dos modelos para un flujo de corte, uno de ellos consiste en dos capas moviéndose con diferentes velocidades, el otro correspondiente a un flujo de Poiseuille dentro de un tubo bidimensional. La inestabilidad aparece cuando la velocidad promedio del flujo aumenta por encima de cierta velocidad umbral, conduciendo así a los patrones que se mueven según el marco de referencia del flujo. Nuestros resultados, patrones aislados de Turing, pueden ser obtenidos usando una difusividad efectiva por efecto de la dispersión de Taylor. / Tesis

Se realizó la modelación numérica de dispersión de contaminantes en la bahía Ferrol- Chimbote mediante el desarrollo de un modelo de dispersión basado en la ecuación de advección-difusión para representar el transporte de sustancias en la bahía Ferrol. El modelo fue desarrollado empleando métodos de diferencias finitas y funciona de manera acoplada con el modelo de circulación oceánica Princeton Ocean Model (POM). Previo a la modelación de dispersión en la bahía y con el modelo de dispersión desarrollado, se realizaron simulaciones de casos teóricos de dispersión ya conocidos con la finalidad de comparar los resultados del modelo numérico con las soluciones analíticas y con esto verificar las bondades de los esquemas numéricos propuestos. Para llevar a cabo la modelación de manera más realista aplicada a la zona de estudio, en primer lugar se realizó la modelación de la circulación en la bahía forzado con información de viento y marea de la zona de estudios, para esto se empleó el modelo POM con el que se obtuvo la caracterización de corrientes en la bahía a nivel superficial y subsuperficial. Se logró validar el modelo POM de manera adecuada para los cálculos de los niveles del mar, obteniéndose un coeficiente de correlación de 0.77, lo que indica un buen grado de aproximación entre lo modelado y observado. En cuanto a la validación de corrientes, debido a la poca disponibilidad de información tanto en cobertura espacial como temporal, no fue posible realizar una validación más detallada tal como se hizo para el nivel del mar. Sin embargo, los resultados de las corrientes modeladas indican que estas se encuentran en el mismo orden que las corrientes medidas en los diferentes estudios realizados en la bahía. Habiendo realizado la caracterización de la circulación, se procedió a ejecutar el modelo de dispersión para tres escenarios definidos, donde en el primero de ellos se contemplan las descargas dentro de la bahía (condiciones actuales) mientras que en el segundo y tercer escenario se evalúan las condiciones de dispersión para descargas que se pudieran ubicar fuera de la bahía como alternativas de descontaminación de la bahía Ferrol. Las sustancias modeladas fueron consideradas como “pasivas o conservativas” ya que no forman compuestos adicionales al reaccionar con el agua de mar. Para esto fue necesario recopilar información referente a las características del agua de mar de la bahía, siendo las sustancias a evaluar coliformes totales y aceites & grasas. Finalmente se observa que el modelo es una buena herramienta para el estudio de los fenómenos de dispersión y que debe de seguir siendo mejorado tanto en el aspecto matemático como en la investigación más profunda de los parámetros y coeficientes que intervienen en la modelación, para lo que se necesita una mayor disponibilidad de la información sobre la calidad de aguas. / Tesis

En esta tesis se analiza la formación de patrones debido a inestabilidades en un sistema de reacción - difusión - advección generadas mediante un flujo de corte. Las inestabilidades son similares a la formación de patrones de Turing en un sistema de activador - inhibidor donde una condición necesaria es que la difusividad del inhibidor es mayor que la difusividad del activador. En presencia de un flujo de corte, nosotros encontramos que esta condición no es necesaria. Nosotros analizamos dos modelos para un flujo de corte, uno de ellos consiste en dos capas moviéndose con diferentes velocidades, el otro correspondiente a un flujo de Poiseuille dentro de un tubo bidimensional. La inestabilidad aparece cuando la velocidad promedio del flujo aumenta por encima de cierta velocidad umbral, conduciendo así a los patrones que se mueven según el marco de referencia del flujo. Nuestros resultados, patrones aislados de Turing, pueden ser obtenidos usando una difusividad efectiva por efecto de la dispersión de Taylor.

El presente trabajo describe la generación de pérdidas en la plancha de fierro, por inducción de campo magnético, ante conductores energizados que atraviesan la plancha. Para detallar el fenómeno se utilizó formulación matemática, simulación numérica y experimentación. Para cada metodología se utilizó distintos escenarios de conductores energizados a distintas corrientes eléctricas (1000 A, 1500 A, 2000 A, 2500 A y 3000 A). Primero, se analizó una plancha de fierro, cuyo resultado mostró que solo las pérdidas por acoplamiento magnético, si no son controladas, afectan a la eficiencia del transformador, además, por experimentación se evidenció la generación de puntos calientes. Segundo, se analizó la mitigación de estas pérdidas con un inserto de acero inoxidable AISI 304, lo cual provocó que las pérdidas no se incrementen; por lo tanto, la eficiencia no se ve afectada. Además, producto de la mitigación de pérdidas, se verificó por prueba la eliminación de puntos calientes. Los resultados a distintas corrientes (1000 A, 1500 A, 2000 A, 2500 A y 3000 A) son presentados en gráficas que muestran los resultados en las distintas metodologías. / The present document describes the generation of losses in the iron plate, due to magnetic field induction, when energized conductors cross the plate. Mathematical formulation, numerical simulation and experimentation were used to detail the phenomenon. For each methodology, different scenarios of energized conductors at different electric currents (1000 A, 1500 A, 2000 A, 2500 A and 3000 A) were used. First, an iron plate was analyzed, the result showed that losses due to magnetic coupling, if not controlled, affect the efficiency of the transformer, also by experimentation, the generation of hot spots was evidenced. Second, the mitigation of these losses was analyzed with an AISI 304 stainless steel insert, which caused the losses not to increase; therefore, the efficiency is not affected. In addition, as a result of the loss mitigation, the elimination of hot spots was verified by test. The results at different currents (1000 A, 1500 A, 2000 A, 2500 A and 3000 A) are presented in graphs showing the results in the different methodologies.

Kuramoto-Sivashinsky equation in a two dimensional slab with infinite walls and advection by external flow is considered. Stationary front solutions were then found using the shooting method with simple Euler method and oscillatory front solutions were solved with simple Euler method. Numerical results for both were analyzed, finding the solutions for stationary fronts including external flow, Couette and Poiseuille. A modified Kuramoto-Sivashinsky equation, similar to the equation used to described solitary waves was also considered and the effect it had on stationary fronts with and without external flow was also explored. For oscillatory solutions, the front profiles and the phase space diagrams were calculated, a bifurcation diagram was also analyzed for no external flow as well as for fronts advected by Poiseuille and Couette external flow, and good agreement with Feigenbaum’s number was found in all cases.