ГЛАВА 2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОДНОМЕРНОЙ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОЙ ПРОГРАММЫ
2.1. ВВЕДЕНИЕ
Здесь приведен общий краткий обзор программы моделирования плазмы методом крупных частиц. Более сложные для понимания особенности работы программы будут изложены ниже.
Наша задача — обсудить широко используемую программу ESI (электростатическую одномерную программу), включая начальные условия и средства диагностики, которые содержат в себе методы проверки правильности вычислений и способы представления физической информации, полученной при расчетах. Такое обсуждение послужит подготовкой к применению программы для исследования физики плазмы. В процессе работы может оказаться, что наши первоначальные представления о том, что должна уметь делать программа, будут изменяться, следовательно, мы будем модифицировать программу, улучшать задание начальных условий, добавлять новые виды диагностики и продолжать численное моделирование. После нескольких таких приближений мы сможем описать то, что было нам необходимо с самого начала, — физическую суть происходящих в плазме процессов. Конечно, на этом пути, вероятно, обнаружится, что необходимо получить и другие решения дисперсионного уравнения помимо уже найденных или иметь более точные оценки наблюдаемого нелинейного поведения плазмь.
Наша исходная изучаемая система содержит заряды, находящиеся в собственном и внешнем электростатических полях и внешнем магнитном поле. Использование для первоначального обучения электростатической модели, которая, возможно, является наиболее легкой для понимания среди всех моделей, соответствует историческому развитию моделирования плазмы с помощью крупных частиц и прямо подводит читателя к полностью электромагнитным моделям, учитывающим и вихревые поля.
Численное моделирование служит методом познания, дополняющим чисто теоретические, аналитические или экспериментальные исследования, и позволяет исследовать новые физические явления или же дать более точное описание тех процессов, которые уже были предсказаны теоретически или исследованы лабораторным путем. Тесная связь моделирования с теорией и экспериментом дает наилучшие результаты в работе.
