Plasma Simulations by Example

Die Erforschung von Plasmen ist entscheidend für unser besseres Verständnis des Universums und sie werden zunehmend in Schlüsseltechnologien wie Triebwerken von Raumfahrzeugen, Plasmamedizin und Fusionsenergie eingesetzt. Dieses Buch bietet den Lesern eine leicht verständliche Reihe von Beispielen, die deutlich veranschaulichen, wie Simulationscodes geschrieben werden, und führt die Leser durch die Entwicklung von C++-Computercodes für die Simulation von Plasmen, hauptsächlich mit der kinetischen Particle in Cell (PIC)-Methode. Dieser Text ist von unschätzbarem Wert für fortgeschrittene Studenten und Doktoranden der Physik und Ingenieurwissenschaften, die lernen möchten, wie man die Theorie auf die Probe stellt. Features: Bietet eine Schritt-für-Schritt-Einführung in Plasmasimulationen mit leicht verständlichen Beispielen Diskutiert die elektrostatische und elektromagnetische Particle in Cell (PIC)-Methode für strukturierte und unstrukturierte Netze, Magnetohydrodynamik (MHD) und Vlasov-Solver Zu den behandelten Themen gehören Direct Simulation Monte Carlo (DSMC)-Kollisionen, Oberflächenwechselwirkungen, Achsensymmetrie und Parallelisierungsstrategien. Lubos Brieda verfügt über mehr als 15 Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Plasma- und Gassimulationscodes für elektrische Antriebe, Kontaminationen, Transporte und Plasma-Oberflächen-Wechselwirkungen. Im Rahmen seiner Master-Forschungsarbeit entwickelte er einen 3D-ES-PIC-Code für elektrische Antriebsfahnen, Draco, der bis heute von staatlichen Labors und privaten Luft- und Raumfahrtunternehmen zur Untersuchung von Plasmatriebwerksfahnen verwendet wird. Seine Doktorarbeit im Jahr 2012 an der George Washington University, USA, konzentrierte sich auf ein Multiskalenmodell für Hall-Triebwerke unter Verwendung von fluid-kinetischen Hybrid-PIC-Codes. Seitdem war er an zahlreichen Projekten beteiligt, die sich mit der Entwicklung und dem Einsatz von Plasmasimulationswerkzeugen befassten. Seit 2014 unterrichtet er Online-Kurse zu Plasmasimulationen über seine Website: particleincell. com. . Sprache: Englisch