rpd000007826 (1006693), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Тематика: Математические модели в разреженной плазме

Трудоемкость(СРС): 28

Прикрепленные файлы:

Типовые варианты:

-Математическая модель Власова-Максвелла (Власова-Пуассона) с выводом и обоснованием.

-Математическая модель Больцмана-Максвелла (Больцмана-Пуассона) с выводом и обоснованием.

-Математическая модель Алексеева-Максвелла (Алексеева-Пуассона) с выводом и обоснованием.

-Метод крупных частиц с обоснованием его применимости для решения уравнения Власова (Алексеева).

-Метод характеристик с обоснованием его применимости для решения уравнения Власова (Алексеева).

-Метод крупных частиц с обоснованием его применимости для решения уравнения неразрывности в режиме сплошной среды.

-Математическая модель обтекания заряженного цилиндрического тела поперечным потоком разреженной плазмы.

-Математическая модель обтекания заряженного цилиндрического тела поперечным потоком плотной плазмы.

-Математическая модель обтекания плоской заряженной пластины продольным потоком разреженной плазмы.

-Математическая модель обтекания плоской заряженной пластины продольным потоком плотной плазмы.

1. Рубежный контроль

1.1. Контроль 1

Тип: Коллоквиум

Тематика:

Прикрепленные файлы:

Перечень вопросов и задач:

1.Уравнение Лиувилля, Больцмана, Власова, Алексеева, Максвелла

2.Модели Власова-Пуассона, Алексеева-Пуассона, Власова-Максвелла Алексеева-Максвелла

3.Численные модели разреженной плазмы

4.Математические модели разреженной плазмы

5.Численные модели (алгоритмы) разреженной плазмы

1.2. Контроль 2

Тип: Коллоквиум

Тематика:

Прикрепленные файлы:

Перечень вопросов и задач:

1.Система Эйлера-Максвелла, Навье-Стокса-Максвелла, Алексеева-Максвелла

2.Численные модели плотной плазмы

3.Самостоятельный и несамостоятельный газовый разряд

4.Математические и численные модели плотной плазмы

5.Математические и численные модели в переходном режиме

1.3. Контроль 3

Тип: Коллоквиум

Тематика:

Прикрепленные файлы:

Перечень вопросов и задач:

1.Методы молекулярной динамики

2.Влияние столкновений на функции распределения

3.Обтекание заряженного цилиндра потоками разреженной и плотной плазмы

4.Задача обтекания цилиндра потоками разреженной плазмыЗадача обтекания цилиндра потоками плотной плазмы

1. Промежуточная аттестация

1. Рейтинговая оценка (7 семестр)

Прикрепленные файлы:

Вопросы для подготовки к экзамену/зачету:

1.Уравнение Лиувилля, Больцмана, Власова, Алексеева, Максвелла.

2.Модели Власова-Пуассона, Алексеева-Пуассона, Власова-Максвелла, Алексеева-Максвелла.

3.Численные модели разреженной плазмы

4.Математические модели разреженной плазмы.

5.Численные модели (алгоритмы) разреженной плазмы

6.Система Эйлера-Максвелла, Навье-Стокса-Максвелла, Алексеева-Максвелла.

7.Численные модели плотной плазмы

8.Самостоятельный и несамостоятельный газовый разряд

9.Математические и численные модели плотной плазмы

10.Математические и численные модели в переходном режиме

11.Методы молекулярной динамики

12.Влияние столкновений на функции распределения

13.Обтекание заряженного цилиндра потоками разреженной и плотной плазмы

14.Задача обтекания цилиндра потоками разреженной плазмыЗадача обтекания цилиндра потоками плотной плазмы

1. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

а)основная литература:

1. Алексеев Б.В., Котельников В.А. Зондовый метод диагностики плазмы. М.: Энергоатомиздат, 1988, 240с.

2. Котельников В.А., Гурина Т.А., Демков В.П., Попов Г.А. Математическое моделирование электродинамики летательного аппарата в разреженной плазме. М.: Изд-во нац. акад. прикл. наук. 1998, 255с.

3. Котельников В.А., Ульданов С.В., Котельников М.В. Процессы переноса в пристеночных слоях плотной плазмы. М.: Изд-во МАИ, 2003, 225с.

4. Котельников В.А., Ульданов С.В., Котельников М.В. Процессы переноса в пристеночных слоях плазмы. М.: Изд-во Наука, 2004, 422с.

5. Котельников В.А., Гидаспов В.Ю., Котельников М.В., Хохлов А.В., Волков В.А. Математическое моделирование обтекания тел слабоионизованной столкновительной плазмой М.: Изд-во МАИ, 2007, 127с.

6. Котельников В.А., Ким В.П., Котельников М.В., Взаимодействие тел с потоками разреженной плазмы. М.: Изд-во МАИ-ПРИНТ, 2009, 10,93п.л.

7. Котельников В.А., Котельников М.В., Гидаспов В.Ю. Математическое моделирование отекания тел потоками столкновительной и бесстолкновительной плазмы М.: Физматлит, 2010г, 17 п.л.

8. Алексеева Б.В. Математическая кинетика реагирующих газов. М.: Наука, 1982, 26,5 п.л.

9. Котельников М.В., Николаенко В.С. Комплексное исследование плазмы высокочастотного разряда. М.: Изд-во МАИ, 2003, 2.0 п.л.

б)дополнительная литература:

1. Б.В. Алексеев, Обобщенная больцмановская физическая кинетика (часть 1). М: Изд-во МИТХТ, 1997 г.

2. Б.В. Алексеев, Обобщенная больцмановская физическая кинетика (часть 2). М: Изд-во МИТХТ, 1997 г.

3. Поттер Д. Вычислительные методы в физике. М.: Мир, 1975г, 329 с.

4. Белоцерковский О.М., Давыдов Ю.М., Метод крупных частиц в газовой динамике: вычислительный эксперимент. М.: Наука, 1982г, 392с.

5. Черчиньяни К. Математические методы в кинетической теории газов. М.: Мир, 1973г.

6. Бёрд Г. Молекулярная газовая динамика. М.: Мир, 1981г.

в)программное обеспечение, Интернет-ресурсы, электронные библиотечные системы:

1. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

1. Лекционные занятия:

а. Набор учебных компьютерных фильмов и других демонстрационных материалов

2. Практические занятия

а. Компьютерный класс

б. Презентационная техника ( проектор, экран, ноутбук .)

3. Лабораторные работы

a. Лаборатория физики плазмы, оснащённая следующими лабораторными стендами:

1. Измерение параметров плазмы СВЧ-разряда методом одиночного зонда(натурный эксперимент).

2. Измерение параметров плазмы тлеющего разряда методом двойного зонда (натурный эксперимент).

3. Исследование процессов функции распределения ионов и электронов в лобовой, боковой и теневой областях спутника (численный эксперимент).

4. Исследование поля скоростей, концентрации и потенциалов при обтекании цилиндра плотной плазмой (численный эксперимент).

5. Исследование ФРИ и ФРЭ при обтекании плоской пластины потоком разреженной плазмы(численный эксперимент).

6. Исследование процесса поворота плазменной струи истекающей из сопла ЭРД, поперечным магнитным полем.

Приложение 1
к рабочей программе дисциплины
«Математические модели в физике плазмы »

Аннотация рабочей программы

Дисциплина Математические модели в физике плазмы является частью Профессионального цикла дисциплин подготовки студентов по направлению подготовки Прикладная математика и информатика. Дисциплина реализуется на 8 факультете «Московского авиационного института (национального исследовательского университета)» кафедрой (кафедрами) 807.

Дисциплина нацелена на формирование следующих компетенций: ПК-6 ,ПК-7 ,ПК-10.

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с: построением физических, математических и численных моделей физики плазмы.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: Лекция, мастер-класс, Практическое занятие, Лабораторная работа.

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: рубежный контроль в форме Коллоквиум и промежуточная аттестация в форме Рейтинговая оценка (7 семестр).

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 3 зачетных единиц, 108 часов. Программой дисциплины предусмотрены лекционные (16 часов), практические (18 часов), лабораторные (16 часов) занятия и (58 часов) самостоятельной работы студента.

Приложение 2
к рабочей программе дисциплины
«Математические модели в физике плазмы »

Cодержание учебных занятий

1. Лекции

1.1.1. Кинетическая теория разреженных газа и плазмы. Уравнения Лиувилля, Больцмана, Власова, Алексеева, Максвелла.(АЗ: 4, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Дается информация из курса «Физика 1» и «Физика 2» для понимания физических моделей в разреженной плазме: кинетическая теория разреженных газов и плазмы; уравнения Лиувилля, Больцмана, Власова, Алексеева, Максвелла, Пуассона. Интеграл столкновений и его смысл.

1.1.2. Математические модели Власова-Пуассона, Больцмана-Пуассона, Алексеева-Пуассона(АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Формулируются с объяснением физического смысла физические и математические модели Власова-Пуассона, Власова-Максвелла, Алексеева-Пуассона, Алексеева-Максвелла.

Демонстрация: изображение на экране с помощью компьютера и проектора систем дифференциальных уравений.

1.1.3. Численные методы решения системы дифференциальных уравнений для случая разреженной плазмы.(АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Излагается алгоритм метода крупных частиц, метода характеристик, метода решения уравнения Пуассона. Излагается идеология метода последовательных итераций по времени.

1.2.1. Математические модели плазмы в режиме сплошной среды (системы: Эйлера-Пуассона, Навье-Стокса-Пуассона, Алексеева-Пуассона)(АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Формулируются физические и математические модели плотной плазмы, системы уравнений Эйлера-Пуассона, Эйлера-Максвелла, Навье-Стокса-Пуассона, Навье-Стокса-Максвелла, Алексеева-Пуассона, Алексеева-Максвелла.

1.2.2. Численные методы решения систем дифференциальных уравнений, входящих в математические модели континуальной плазмы.(АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Численные методы решения математических моделей плотной плазмы (метод крупных частиц, метод верхней релаксации, спектральные методы и другие)

1.3.1. Математические модели физики плазмы в случае промежуточных значений числа Кнудсона. Численные модели, при числах Кнудсона порядка 1.(АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Математические и численные модели плазмы в переходном режиме.

1.4.1. Примеры вычислительных экспериментов (численное моделирование ряда практических задач физики плазмы)(АЗ: 2, СРС: 1)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

Описание: Вычислительные эксперименты в разреженной плазме (математическое моделирование спутников в ионосфере).

Вычислительные эксперименты в плотной плазме (обтекание цилиндром потоком плотной плазмы)

Демонстрация: компьютерного фильма по релаксации ФРИ.

1. Практические занятия

1.1.1. Средний пробег частиц, число столкновений, эффективное сечение взаимодействия и другие.(АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

Описание: Вычисление числа столкновений, среднего пробега частиц в плазме, средней скорости частиц, размеры и массы частиц.

1.1.2. Характерные параметры разреженной плазмы: радиус Дебая, Ленгмюровская частота, параметр τ, характерное время релаксации, слой объема заряда вблизи тел(АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

Описание: Задачи на вычисление характерных параметров разреженной плазмы: концентрации ионов и электронов, радиуса Дебая, Ленгмюровской частоты колебаний, характерного времени релаксации, толщины слоя объема заряда.

1.1.3. Математическое модели разреженной плазмы для тел различной геометрии.(АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

Описание: Математические модели разреженной плазмы для тел различной геометрии (цилиндр, сфера, диск, плоскость в виде ленты и другие).

1.1.4. Вычислительные алгоритмы (численные модели для разреженной плазмы)(АЗ: 2, СРС: 1)

Форма организации: Практическое занятие

Описание: Вычислительные алгоритмы в случае разреженной плазмы: метод крупных частиц, метод характеристик, метод Фурье и другие.

Характеристики

Список файлов учебной работы