Plasma Simulations by Example

Deze gids biedt lezers een overzichtelijke en toegankelijke manier om C++ computerprogramma's te ontwikkelen voor het simuleren van plasma, voornamelijk met behulp van de kinetische Particle in Cell (PIC) methode. Dit boek is van onschatbare waarde voor zowel gevorderde bachelorstudenten als graduate studenten die de theorie willen toepassen en hun kennis willen verdiepen.

Belang van Plasmaonderzoek

Het bestuderen van plasma is cruciaal voor het verbeteren van ons begrip van het universum en het heeft toepassingen in sleuteltechnologieën zoals ruimtevaartthrusters, plasmamedicatie en kernfusie. Deze tekst biedt een stap-voor-stap introductie in plasmasimulaties, met voorbeelden die helder illustreren hoe simulatiecodes worden geschreven.

Inhoud en Kenmerken

Het boek bespreekt een breed scala aan onderwerpen, waaronder:

• De elektrostatica en elektromagnetische Particle in Cell (PIC) methode, zowel op gestructureerde als ongestructureerde meshes.
• Magnetohydrodynamica (MHD) en Vlasov-oplossers.
• Directe simulatie Monte Carlo (DSMC) botsingen, oppervlakte-interacties, asiexymmetrie en strategieën voor parallelisatie.

Deze onderwerpen worden gepresenteerd met praktische voorbeelden, zodat lezers de theorie direct in de praktijk kunnen toepassen. De focus op de kinetische PIC-methode maakt het mogelijk om een diep inzicht te krijgen in de dynamica van plasmasystemen.

Schriftelijk en Visueel Materiaal

Lubos Brieda, de auteur van dit boek, beschikt over meer dan 15 jaar ervaring in het ontwikkelen van plasma- en gassimulatiecodes voor elektrische voortstuwing, contaminatietransport en plasma-oppervlakte-interacties. Zijn masteronderzoek resulteerde in de ontwikkeling van de 3D ES-PIC elektrische voortstuwingspluimcode, Draco, die tot op de dag van vandaag door overheidslaboratoria en particuliere ruimtevaartbedrijven wordt gebruikt. Zijn doctoraat, behaald in 2012 aan de George Washington University in de VS, richtte zich op een multischalig model voor Hall-thrusters met behulp van vloeistof-kinetische hybride PIC-codes.

Sinds 2014 geeft hij online cursussen over plasmasimulaties via zijn website particleincell.com. Voor een diepgaander inzicht in de inhoud en het doel van het boek, kan een video van de auteur, waarin hij de kernpunten van het boek bespreekt, worden bekeken op YouTube.

Dit boek is een essentiële bron voor iedereen die zich wil verdiepen in de wereld van plasmasimulaties en biedt niet alleen de theoretische basis, maar ook de praktische vaardigheden die nodig zijn om succesvol te zijn in dit fascinerende en snel evoluerende vakgebied.