Critical currents and melting temperature of a two-dimensional vortex lattice with periodic pinning

The critical current and melting temperature of a vortex system are analyzed. Calculations are made for a two-dimensional film at finite temperature with two kinds of periodic pinning: hexagonal and Kagomé. A transport current parallel and perpendicular to the main axis of the pinning arrays is applied and molecular dynamics simulations are used to calculate the vortex velocities to obtain the critical currents. The structure factor and displacements of vortices at zero transport current are used to obtain the melting temperature for both pinning arrays. The critical currents are higher for the hexagonal pinning lattice and anisotropic for both pinning arrays. This anisotropy is stronger with temperature for the hexagonal array. For the Kagomé pinning lattice, our analysis shows a multi stage phase melting; that is, as we increase the temperature, each different dynamic phase melts before reaching the melting temperature. Both the melting temperature and critical currents are larger for the hexagonal lattice, indicating the role for the interstitial vortices in decreasing the pinning strength. © 2012 Springer Science+Business Media New York.

Linear arrangement of metallic and superconducting defects in a thin superconducting sample

The vortex matter in a superconducting disk with a linear configuration of metallic and superconducting defects is studied. Effects associated to the pinning (anti-pinning) force of the metallic (superconducting) defect on the vortex configuration and on the thermodynamic critical fields are analyzed in the framework of the Ginzburg Landau theory. We calculate the loop of the magnetization, vorticity and free energy curves as a function of the magnetic field for a thin disk. Due to vortex-defect attraction for a metallic defect (repulsion for a superconducting defect), the vortices always (never) are found to be sitting on the defect position. © 2013.

Study of the threshold line between macroscopic and bulk behaviors for homogeneous type II superconductors

In this work we solved the time dependent Ginzburg-Landau equations to simulate homogeneous superconducting samples with square geometry for several lateral sizes. As a result of such simulations we notice that in the Meissner state, when the vortices do not penetrate the superconductor, the response of small samples are not coincident with that expected for the bulk ones, i.e., 4. πM=. -. H. Thus, we focused our analyzes on the way which the M(. H) curves approximate from the characteristic curve of bulk superconductors. With such study, we built a diagram of the size of the sample as a function of the temperature which indicates a threshold line between macroscopic and bulk behaviors. © 2013 Elsevier B.V.

Efeitos do pinning nos regimes dinâmicos de vórtices em supercondutores do tipo II

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo experimental do escoamento em torno de cilindros circulares em movimento de rotação

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEIS

Vórtices semilocais

Pós-graduação em Física - FEG

Dinâmica de vórtices em filmes finos supercondutores de superfície variável

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Detecção automática de rastros de Dust Devils na superfície de Marte

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudo da dinâmica de captura em discos proto-planetários

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Análise computacional dos campos de velocidade e temperatura do ambiente interno da usina termelétrica Santana - Amapá

A simulação numérica do escoamento de ar em ambientes internos é na atualidade o método mais apropriado para análise de conforto térmico em ambientes internos. O escoamento de ar nesses ambientes configura-se como um escoamento complexo, pois, em regra geral, é uma combinação de escoamentos cisalhantes livres (jatos) e cisalhantes de parede, além disso, esses escoamentos são governados por forças de inércia e forças de empuxo, caracterizando-o como de convecção mista. A combinação desses mecanismos cria um escoamento com características complexas, como zonas de recirculação, vórtices, descolamento e recolamento de camada-limite dentre outras. Portanto, a precisão da solução estará diretamente ligada, principalmente, na habilidade do modelo de turbulência adotado de reproduzir as características turbulentas do escoamento de ar e da transferência térmica. O objetivo principal do presente trabalho foi a simulação computacional do ambiente térmico interno do galpão que abriga os geradores e motores Wärtzilä da Usina Termelétrica Santana no estado do Amapá. A formulação matemática baseada na solução das equações gerais de conservação inclui uma análise dos principais modelos de turbulência aplicados ao escoamento de ar em ambientes internos, assim como os processos de transferência de calor associados. Na modelagem numérica o método de volumes finitos é usado na discretização das equações de conservação, através do código comercial Fluent-Airpak, que foi usado nas simulações computacionais para a análise dos campos de velocidade e temperatura do ar. A utilização correta do programa computacional foi testada e validada para o problema através da simulação precisa de casos retirados da literatura. Os resultados numéricos foram comparados a dados obtidos de medições experimentais realizados no galpão e apresentou boa concordância, considerando a complexidade do problema simulado, o objetivo da simulação em face da diminuição da temperatura no interior do galpão e, também, em função das limitações encontradas quando da tomada das medições experimentais. Além disso, foram feitas simulações de estratégias de melhoria do ambiente térmico da Usina, baseadas na realidade levantada e nos resultados da simulação numérica. Finalmente, foram realizadas simulações do protótipo de solução proposto para a diminuição da temperatura interna do galpão o que possibilitará um aumento, na faixa de 20 a 30%, do tempo de permanência no interior do galpão.

Particle-vortex and Maxwell duality in the AdS(4) x CP3/ABJM correspondence

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Profile and crowding of currents in mesoscopic superconductors with an array of antidots

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influence of thermal gradient in vortex states of mesoscopic superconductors

In general, the studies of finite size effects in mesoscopic superconductors have been carried out in such a way that the temperature parameter is constant in the entire system. However, we could have situations where a real sample is near a heater source, as an example. In such situations, gradients of temperature are present. On the other hand, mesoscopic superconductors are interesting systems due to the fact that they present confinement effects which influence all the vortex dynamics. Thus, in this work we studied the influence of thermal gradients on the vortex dynamics in mesoscopic superconductors. For this purposes, we used the time dependent Ginzburg-Landau equations. The thermal gradients produce an asymmetric distribution of the currents around the system which, in turn, yield interesting vortex configurations and difficult the formation of giant vortices.

Correntes críticas e comportamento dinâmico dos vórtices em fitas supercondutoras do tipo II com arranjos conformes de centros de aprisionamento

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Correntes críticas e comportamento dinâmico dos vórtices em fitas supercondutoras do tipo II com arranjos conformes de centros de aprisionamento

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)