Implementación numérica de la magnetohidrodinámica ideal relativista

Abstract

In this thesis the development of a new numerical code constructed with the aim of studying involved scenarios where this ideal relativistic magnetohydrodynamics (RMHD ideal), built in three cartesian dimensions is presented. CAFE is an independent code focused on the study of high energy phenomena associated with the propagation and interaction of relativistic jets in the presence of magnetic fields. The ideal RMHD equations are solved numerically, these equations describe the evolution of a fluid by relativistic Euler equations and the evolution of magnetic fields using Maxwell’s equations, both in Minkowski spacetime. Such that the physical system is composed of a fluid, magnetic fields and a fixed space-time coupled. Therefore the applicability of the code is focused on the study of extragalactic jets in far regions where they were issued and the effects of gravitational field are negligible. Similarly it is considered that space-time is not modified by the presence of the fluid and the magnetic fields.

En este trabajo se presenta el desarrollo numérico de un nuevo código construido con el objetivo de estudiar escenarios en donde esté involucrada la magnetohidrodinámica ideal relativista (RMHD ideal), el código está construido en tres dimensiones cartesianas. 1CAFE es un código independiente a los existentes actualmente, enfocado al estudio de fenómenos de altas energías relacionados con la propagación e interacción de jets relativistas en presencia de campos magnéticos. Las ecuaciones de la RMHD ideal se resuelven numéricamente, dichas ecuaciones describen la evolución de un fluido mediante las ecuaciones de Euler relativistas y la evolución de los campos magnéticos mediante las ecuaciones de Maxwell, ambas en un espacio-tiempo de Minkowski. De tal manera que el sistema físico está compuesto por un fluido, campos magnéticos y un espacio-tiempo fijo, acoplados. Es por ello que la aplicabilidad del código se enfoca en el estudio de jets extragalácticos en regiones lejanas de donde fueron emitidos y los efectos del campo gravitacionales son despreciables. De igual forma se considera que el espacio-tiempo no es modificado por presencia del fluido y los campos magnéticos.