Numerical Methods for Two-Fluid Plasma Equations, Fachbücher

Das Buch "Numerical Methods for Two-Fluid Plasma Equations" bietet eine umfassende Analyse des 5-Momenten-Zwei-Flüssigkeitsplasma-Modells, das die Euler-Gleichungen zur Beschreibung der Ionen- und Elektronenflüssigkeiten sowie die Maxwell-Gleichungen zur Beschreibung der elektrischen und magnetischen Felder verwendet. Es wird erläutert, wie die Zwei-Flüssigkeits-Physik relevant wird, wenn die charakteristischen räumlichen Skalen in der Grössenordnung der Ionen-Hauttiefe und die charakteristischen Zeit-Skalen in der Grössenordnung der inversen Ionen-Zyklotronfrequenz liegen. Das Buch untersucht sowohl explizite als auch implizite Zeitintegrationsschemata, um die Genauigkeit und die rechnerische Effizienz bei der Erfassung der Zwei-Flüssigkeits-Physik zu bewerten. Es werden verschiedene numerische Methoden, einschliesslich hochauflösender Wellenfortpflanzungsmethoden und Runge-Kutta-Galerkin-Methoden, behandelt. Zudem wird das Zwei-Flüssigkeits-Modell mit dem häufig verwendeten Hall-MHD-Modell hinsichtlich Genauigkeit und rechnerischem Aufwand verglichen. Die Simulationen von Zwei-Flüssigkeitsinstabilitäten in der Z-Pinch- und der feldumgekehrten Konfiguration werden in drei Dimensionen präsentiert.