The Hybrid Multiscale Simulation Technology: An Introduction with Application to Astrophysical and Laboratory Plasmas

این کتاب شرح جامعی از مدل‌های شبیه‌سازی پلاسمای ترکیبی است و خلاصه و راهنمای بسیار مفیدی را برای ادبیات گسترده در این موضوع ارائه می‌کند. این به محققان و دانشجویان فارغ التحصیل آگاه در مورد علوم محاسباتی و آنالیز عددی می‌پردازد و می‌تواند در دوره‌های اخترفیزیکی و پلاسمای فضایی استفاده شود. همچنین برای طراحان نصب پلاسما در نظر گرفته شده است. معادلات جفت شده Vlasov-Maxwell با برخوردهایی که به خوبی سیستم فیزیکی را توصیف می کنند برای شبیه سازی های عددی بسیار سنگین هستند. مدل های ترکیبی برخی جنبه ها را به صورت جنبشی و برخی را به عنوان سیال در نظر می گیرند. در بخش اول نویسنده کدهای ترکیبی را مورد بحث قرار می‌دهد که شامل طیف گسترده‌ای از توضیحات برای یون‌ها، پوزیترون‌ها، دانه‌های غبار، اتم‌ها و الکترون‌ها است. در بخش دوم، او کاربردهای پدیده‌های اصلی پلاسما مانند فرآیندهای شتاب و اتلاف ذرات و همچنین برهم‌کنش جهانی باد خورشیدی با سیارات غیر مغناطیسی، دنباله‌دارها و محیط بین‌ستاره‌ای محلی را بررسی می‌کند.

This book is a comprehensive description of hybrid plasma simulation models and will provide a very useful summary and guide to the vast literature on this topic. It addresses researchers and graduate students knowledgeable about computational science and numerical analysis, and can be used in courses on astrophysical and space plasmas. It is also meant for plasma installation designers. The coupled Vlasov--Maxwell equations with collisions describing well the physical system are far too heavy for numerical siumulations. Hybrid models treat some aspects kinetically and some as fluids. In the first part the author discusses hybrid codes, which include a wide spectrum of description for ions, positrons, dust grains, atoms and electrons. In the second part he treats the applications to basic plasma phenomena like particle acceleration and dissipation processes as well as to the global interaction of the solar wind with nonmagnetic planets, comets, and the local interstellar medium.