Описание:Спецкурс направлен на расширение общих представлений о современных подходах к изучению неравновесных состояний сложных физических систем на основе компьютерного (численного) эксперимента. В содержательном плане он состоит из трех логически связанных частей, отвечающих основным этапам процесса математического моделирования.
В первой части дается общее описание плазмы как нового агрегатного состояния вещества. Вводится классическое (ленгмюровское) определение и базовая классификация плазмы. Рассматриваются ее фундаментальные свойства и критерии существования идеальной бесстолкновительной плазмы - основного объекта численного анализа.
Вторая часть курса посвящена основам кинетики плазмы. Здесь рассматриваются общие предпосылки и основные понятия кинетической теории. Выводится динамическое уравнение для одночастичной функции распределения в бесстолкновительном приближении, обсуждается его (уравнения) физический смысл и вводится понятие самосогласованной (власовской) плазмы как базовой теоретической модели. Рассматриваются ее характерные черты, обсуждаются физическая адекватность и проблемы аналитического представления.
Содержание третьей части составляет описание Метода Крупных Частиц, являющегося одним из наиболее эффективных способов дискретной аппроксимации самосогласованного формализма. Здесь дается общая характеристика метода, обсуждаются его физическое обоснование и границы применимости в численных исследованиях нелинейной плазмофизики. Далее рассматривается базовая концепция метода – модель «облака в ячейках». Исследуется специфика разностного решения модельных уравнений, рассматриваются общий алгоритм и основные нефизические (численные) эффекты.