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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/1226| Generación de vórtices aislados y formación de estructuras multipolares en dos dimensiones Generation of isolated vortices and the formation of two-dimensional multipolar structures | |
| Marlon Pinilla | |
| LUIS ZAVALA SANSON | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Forzamiento electromagnético,Estabilidad,Vórtices multipolares bidimensionales,Experimentos de laboratorio | |
| Mediante experimentos de laboratorio en sistemas con y sin rotación se estudia elproblema de la generación de vórtices monopolares que se degeneran en estructurasmultipolares en dos dimensiones. La bidimensionalidad del fluido está asociada a dosfactores: en el caso sin rotación el efecto es logrado al utilizar una capa delgada defluido, mientras en el otro caso es precisamente la rotación del sistema la queprovoca el movimiento bidimensional—teorema de Taylor-Proudman—. Paraproducir movimiento en el fluido se utiliza un forzamiento electromagnético —fuerza de Lorentz— el cual permite generar vórtices monopolares axisimétricos demanera controlada. Los remolinos generados son inestables, por lo que durante suevolución se transforman en estructuras multipolares, es decir, con satélites devorticidad opuesta a la del núcleo, dispuestos a su alrededor. Se observan distintostipos de multipolos dependiendo del perfil radial de vorticidad del remolino inicial:tripolos (dos satélites), vórtices triangulares (tres satélites), cuadrangulares (cuatrossatélites) e incluso pentagonales (cinco satélites). Mediante simulaciones numéricasy un análisis teórico de estabilidad se da una explicación a las observaciones delaboratorio y se profundiza el estudio de la evolución de dichas estructuras ensituaciones más generales. By means of laboratory experiments with and without rotation effects we study thebreakup of monopolar vortices into two-dimensional multipolar vortices. The twodimensionalcharacter of the flow is associated with two factors: in systems withoutrotation this effect is achieved by using a thin layer of fluid, while in the other case itis precisely the rotation of the system which causes the motion in two dimensions —Taylor- Proudman theorem—. In order to produce the fluid motion, we use anelectromagnetic forcing —Lorentz force— which allows the generation ofaxisymmetric vortices in a controlled way. The generated monopolar eddies areunstable, so that during their evolution they become multipolar structures, i.e. avorticity core surrounded by satellites with opposite-sign vorticity. Different types ofmultipoles are observed depending on the initial radial vorticity profile of thevortices: tripoles (two satellites), triangular vortices (three satellites), quadrupolarvortices (four satellites) or even pentagonal structures (five satellites). Usingnumerical simulations and a theoretical stability analysis we discuss the laboratoryobservations and the evolution of these structures in more general situations. | |
| CICESE | |
| 2013 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Pinilla, Marlon, A. 2013.Generación de vórtices aislados y formación de estructuras multipolares en dos dimensiones. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 79 pp. | |
| OCEANOGRAFÍA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Oceanografía Física |
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