Читать онлайн «Принципы разработки высокоинформативных моделей плазменной кинетики»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ АВТОМАТИКИ И ЭЛЕКТРОМЕТРИИ СО РАН В. И. Ерофеев ПРИНЦИПЫ РАЗРАБОТКИ ВЫСОКОИНФОРМАТИВНЫХ МОДЕЛЕЙ ПЛАЗМЕННОЙ КИНЕТИКИ Щ НОВОСИБИРСК ИЗДАТЕЛЬСТВО СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК 2013 УДК 517. 958:533. 9 ББК 22. 161 + 22. 333 Е76 Описанные в книге исследования частично поддержаны грантом ведущих научных школ РФ НШ-6170. 2012. 2 Р§И Издание осуществлено при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту N-13-02-07000 Д Издание РФФИ не подлежит продаже Ерофеев, В. И. Принципы разработки высокоинформативных моделей плазменной кинетики / В. И. Ерофеев; Мин-во образования и науки РФ; Новосиб. гос. ун-т; Ин-т автоматики и электрометрии СО РАН. — Новосибирск: Издательство СО РАН, 2013. - 286 с. Книга посвящена наиболее фундаментальной проблеме физической теории плазмы — проблеме информативности ее представлений о происходящих в плазме нелинейных процессах. Показывается, что традиционные методы теоретических плазменных исследований не могут обеспечить приемлемой надежности конечных заключений. Раскрываются первопричины неинформативности результатов привычных плазменно- теоретических расчетов: асимптотический характер сходимости последовательных приближений теории и общая физико-теоретическая традиция замены реальных плазм их вероятностными ансамблями (метод ансамбля). Формулируются ключевые принципы разработки информативных сценариев плазменной кинетики и уточняются предельные возможности повышения информативности таких сценариев. В книге также излагается высокоинформативный корреляционный анализ плазменной кинетики, который адаптирует означенные принципы к проблеме редукции полного описания слаботурбулентной бесстолкновительной плазмы до его высокоинформативных кинетических аналогов. Он применяется для пересмотра ключевых концепций нелинейных явлений в плазме со слабой ленгмюровской турбулентностью. Книга рассчитана на специалистов по моделированию физических явлений и физиков-теоретиков, а также и на молодых исследователей, желающих подключиться к разработке высокоинформативных моделей физических явлений в плазменных объектах или применить соответствующее знание в исследованиях физических объектов другой природы. Рецензенты: доктор физико-математических наук Г. И. Смирнов доктор физико-математических наук, профессор В. П. Голубятников ISBN 978-5-7692-1307-6 © Ерофеев В. И. , 2013 © Издательство СО РАН, 2013 УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ А® В — прямое произведение тензоров с — скорость света в вакууме е — абсолютная величина электрического заряда электрона F+ — эрмитово-сопряженный тензор (оператор) F, Т, L, N, G, ... — тензоры и операторы к — волновой вектор к, р, v, ... — скалярные величины (к ■ v) — скалярное произведение векторов к, р, v, £, ... — векторы те, т, — масса электрона mi, M — масса иона р — вектор импульса частицы гд — дебаевский радиус плазмы v — вектор скорости частицы [v х В] — векторное произведение векторов vTei VT — тепловая скорость электрона vTi — тепловая скорость иона Ple — электронный ларморовский радиус Ры — ионный ларморовский радиус wge, w/j, w//e, w// — ларморовская частота электронов еВ/тес Wpe, uip — электронная плазменная частота ВВЕДЕНИЕ Одно из важных средств исследования физических явлений в окружающем мире составляет математическое моделирование.