Evaluación de Esquemas de Reconstrucción Hidrostática Local para la Simulación Numérica del Flujo de Gases y Plasmas en Medios Estratificados

Abstract

Muchos problemas de flujo de plasmas de interés en astrofísica son fuertemente inestacionarios y ocurren en medios gravitacionalmente estratificados donde la distribución hidrostática de presión puede presentar fuertes gradientes en ciertas regiones de la atmósfera estelar. El análisis numérico de este tipo de fenómenos por medio de esquemas explícitos convencionales es deficiente debido a que la clásica aproximación polinómica de las variables no es capaz de capturar la variación exponencial de la presión con la altura, generándose así velocidades espurias que perturban numéricamente la condición hidrostática. Existen diferentes técnicas para satisfacer numéricamente el equilibrio hidrostática, entre las cuales se destaca la de reconstrucción hidrostática local por su relativa simplicidad de implementación. En este trabajo comparamos diferentes alternativas de un esquema de reconstrucción hidrostática local de segundo orden para evaluar su desempeño en problemas de flujo que se desarrollan en medios gravitacionalmente estratificados.