Дискретное моделирование плазмы

Д.ф.-м.н., доц. Л. В. Бородачёв

• Бородачёв Леонид Васильевич , доцент

Интенсивное развитие вычислительной техники и теории численных методов способствовало быстрому становлению в последние годы нового направления исследований физики плазмы, называемого вычислительным (компьютерным) экспериментом, математическим моделированием и т.п. Особенно высока его роль в исследовании процессов, протекающих в статистически неравновесных системах, характерных для большинства практически важных режимов лазерного взаимодействия с веществом, циклотронного нагрева плазмы, распространения пучков частиц, т.е. процессов, напрямую связанных с проблемой управляемого термоядерного синтеза, столь актуальной в условиях приближающегося дефицита энергоресурсов. Принципиальная нелинейность подобных процессов, значительная сложность натурного воспроизведения создают условия, при которых компьютерный эксперимент зачастую оказывается единственно возможным средством их изучения.

Одно из центральных мест в численном моделировании плазмы занимает метод макрочастиц. Это обусловлено его исключительной наглядностью, относительно малой стоимостью, широкими диагностическими возможностями и разнообразной (в том числе анимационной) формой представления физических результатов.

Вместе с тем для метода макрочастиц характерны большие объемы расчетов и его применение в серьезных прикладных задачах требует использования современных мощных вычислительных комплексов с развитым операционным и математическим обеспечением. При этом соответствующие программные коды отличаются структурной сложностью и могут содержать несколько тысяч операторов. Создание таких уникальных программ (как правило, пакетов программ) является самостоятельной и самоценной задачей для целых групп разработчиков, требуя от них серьезных интеллектуальных усилий и высочайшего профессионализма.

Таким образом, студенты, избравшие своим научным направлением дискретное моделирование плазмы и, в частности, разработку эффективных численных алгоритмов и программных кодов, будут несомненно востребованы как специалисты в области вычислительных и компьютерных технологий и получат широкие возможности для успешной самореализации в различных сферах человеческой деятельности.

Контакты: Бородачев Леонид Васильевич ([email protected])