Caos y transporte de partículas pasivas en convección térmica bidimensional

Abstract

On this study, we do a kinematics review on the transport of passive particles in a bidimensional system of a fluid that spreads heat by convection, using the model proposed by Krishnamurti-Howard, which is the simplest model that allows long scale flow. We found when the particle paths were chaotic through Poincare section, and when the hydrodynamic system presents chaos, though the calculation of Lyapunov's exponents, which to our knowledge, had not been realized for this system. We show that the transport phenomena of these passive particles can be due to a long scale flow, a Brownian movement or some intermediate process. This process was found to be intermittent.

En este trabajo se realiza una revisión de la cinemática del transporte de partículas pasivas en un sistema bidimensional de un fluido que propaga calor por medio de la convección usando el modelo propuesto por Krishnamurti- Howard, que es el modelo más simple que permite el flujo a gran escala. Se encontró cuándo existe caos en las trayectorias de las partículas pasivas mediante el mapeo de Poincaré y cuándo el sistema hidrodinámico presenta caos mediante el cálculo de los exponentes de Lyapunov que, hasta donde sabemos, no se había realizado para este sistema. Se mostró que el fenómeno de transporte de estas partículas pasivas puede deberse a un flujo a gran escala, a un movimiento Browniano, o a algún proceso intermedio. Se encontró que este proceso es intermitente.