| Содержание | 3
|
| Предисловие | 5
|
| Введение | 5
|
| Глава 1 . Плазма как состояние вещества | 8
|
| 1.1 Основные понятия | 8
|
| 1.2 Характерные свойства | 11
|
| 1.2.1 Квазинейтральность и локальная поляризация | 11
|
| 1.2.2 Плазменная частота | 14
|
| 1.2.3 Дебаевская экранировка | 16
|
| 1.3 Строгое определение плазмы | 19
|
| 1.3.1 Понятие идеальности | 19
|
| 1.3.2 Критерии существования плазмы | 21
|
| 1.4 Столкновения в полностью ионизованной плазме | 22
|
| 1.4.1 Основные понятия | 22
|
| 1.4.2 Кулоновские столкновения | 26
|
| 1.4.3 Понятия бесстолкновительности и разреженности | 34
|
| Глава 2 . Кинетическое описание плазмы | 38
|
| 2.1 Основные предпосылки и общие понятия | 38
|
| 2.2 Кинетическое уравнение | 40
|
| 2.2.1 Системы без столкновений | 41
|
| 2.2.2 Столкновительные системы | 43
|
| 2.3 Равновесное распределение | 45
|
| 2.3.1 Максвелловская функция распределения | 46
|
| 2.3.2 Больцмановское распределение | 50
|
| 2.4 Кинетическое уравнение Власова | 51
|
| 2.4.1 Общий вид уравнения и его физический смысл | 51
|
| 2.4.2 Отличие уравнений Власова и Больцмана | 54
|
| 2.4.3 Основные свойства самосогласованной модели | 55
|
| 2.4.4 Особенности самосогласованного подхода | 62
|
| Глава 3 . Дискретная аппроксимация модели | 64
|
| 3.1 Теоретические предпосылки | 64
|
| 3.1.1 Уравнение с дискретной функцией распределения | 65
|
| 3.1.2 Концепция Климонтовича | 66
|
| 3.1.3 Связь уравнений Власова и Климонтовича | 68
|
| 3.2 Метод макрочастиц | 69
|
| 3.2.1 Введение | 69
|
| 3.2.2 Общая характеристика метода | 70
|
| 3.2.3 Концепция Власова | 72
|
| 3.2.4 Физическое обоснование метода | 73
|
| 3.2.5 Основные модельные представления | 75
|
| 3.2.6 Математическое обоснование метода | 78
|
| Глава 4 . Алгоритмическая реализация | 82
|
| 4.1 Нормализация уравнений | 82
|
| 4.1.1 Формулировка необходимых условий | 83
|
| 4.1.2 Оптимальный набор нормирующих множителей | 85
|
| 4.1.3 Условия единственности | 87
|
| 4.2 Разностная аппроксимация (схема) | 88
|
| 4.2.1 Согласованность схемы | 89
|
| 4.2.2 Точность (скорость сходимости) схемы | 89
|
| 4.2.3 Порядок разностной схемы | 90
|
| 4.2.4 Устойчивость схемы | 90
|
| 4.2.5 Эффективность схемы | 91
|
| 4.3 Основные моменты построения PIC-алгоритма | 92
|
| 4.3.1 Раздача заряда и взвешивание полей | 93
|
| 4.3.2 Решение динамических уравнений | 95
|
| 4.3.3 Решение уравнений поля | 98
|
| 4.3.4 Стартовая процедура | 101
|
| 4.3.5 Схема и особенности функционирования | 103
|
| 4.4 Организация PIC кодов | 105
|
| 4.4.1 Общий подход к построению | 106
|
| 4.4.2 Структура программы | 107
|
| 4.4.3 Структура данных | 108
|
| 4.5 Параллельные вычисления в модели частиц | 110
|
| 4.5.1 Метод декомпозиции области | 111
|
| 4.5.2 Метод разделения частиц | 114
|
| 4.5.3 Масштабируемость | 116
|
| 4.5.4 Практические рекомендации | 120
|
| Глава 5 . Практика численных исследований | 121
|
| 5.1 Основные моменты организации | 121
|
| 5.2 Постановка компьютерного эксперимента по ММ | 124
|
| 5.2.1 Физическое приближение и фазовая геометрия | 124
|
| 5.2.2 Начальные условия | 125
|
| 5.2.3 Граничные условия | 127
|
| 5.3 Адаптивные сетки | 129
|
| 5.3.1 Общие положения | 129
|
| 5.3.2 Применение в модели частиц | 130
|
| Глава 6 . Неустойчивость Вайбеля | 135
|
| 6.1 Объект и цели исследования | 135
|
| 6.2 Генерация и линейная теория неустойчивости | 136
|
| 6.3 Постановка численных экспериментов | 141
|
| 6.4 Анализ результатов | 143
|
| 6.5 Заключение | 149
|
| Приложение | 151
|
| Магнитоиндукционный код DC4DF | 151
|
| Технические характеристики | 152
|
| Практическое применение | 152
|
| Безызлучательный код DarWin | 152
|
| Технические характеристики | 153
|
| Практическое применение | 153
|
| Список литературы | 155
|
Бородачев Леонид Васильевич 
