Python en el desarrollo de la computación científica – caso de aplicación: cálculo del componente toroidal del flujo de un fluido incompresible en coordenadas esféricas

Abstract

La computación científica se ha convertido en una de las principales herramientas para el desarrollo de la ciencia actual, convirtiéndose en una necesidad su aprendizaje y utilización. A pesar de esto, no todos los científicos son expertos programadores y sus investigaciones puede verse afectadas por esta limitante computacional. En este escenario, Python aparece como un lenguaje de programación de alto rendimiento, versátil, “open source” y de fácil aprendizaje y uso. El objetivo de este estudio es mostrar el uso de Python para el desarrollo de un código que permita el cálculo del componente toroidal del flujo de un fluido incompresible en coordenadas esféricas. Para esto se usaron librerías de Python especializadas en la solución de sistemas lineares en 2D, logrando un código simple y elegante que consigue hacer los cálculos necesarios con un nivel de error casi insignificante en un tiempo de procesamiento muy corto. Por su simplicidad, esta codificación puede ser bastante útil para procesos complejos como dinamos planetarios o flujos de aire en la atmósfera.