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内容简介

本书是等离子体物理数值计算与模拟的入门教程，基本涵盖了计算等离子体物理中常见的基础问题，一类源自教学，一类源自科研。在内容编写方面，笔者力求做到每一章节既有新意，又有实用性，使得读者对目前的计算等离子体物理研究内容能知其然且知其所以然。与传统教材不同，本书将通过具体的算例来帮助初学者理解相关的物理概念和物理图像，尽可能地降低读者的学习困难，同时加深读者对计算等离子体物理前沿的理解。书中的算例均提供了相关的代码（以Matlab为主），读者可直接使用或依据需要做相关的改写。

目录

前言

第1章 绪论
1.1 计算等离子体物理
1.2 计算等离子体物理的先驱
1.3 计算等离子体物理的新挑战
1.4 本书内容
习题

第2章 数据处理与可视化
2.1 谱分析
2.1.1 傅里叶变换
2.1.2 窗口傅里叶变换
2.1.3 小波变换
2.1.4 关联谱分析
2.1.5 包络分析
2.1.6 小结
2.2 数据误差及平滑、插值和拟合
2.2.1 数据误差
2.2.2 平滑
2.2.3 插值
2.2.4 拟合
2.3 数据可视化
2.3.1 基于现成软件可视化
2.3.2 底层代码实现可视化
2.4 数据处理一体化和图形用户界面
2.4.1 小程序的一体化实时数据处理示例
2.4.2 GUI数据处理工具集示例
2.4.3 实验数据实时系统
2.5 其他
2.5.1 模拟结果中色散关系的获得
2.5.2 频率的正负
2.5.3 动画和电影
2.5.4 从数据图中提取原始数据
习题

第3章 算法效率与稳定性
3.1 算法精度与稳定性分析的普适方法
3.2 时间积分
3.2.1 欧拉一阶算法
3.2.2 蛙跳格式
3.2.3 龙格-库塔
3.3 偏微分方程
3.3.1 偏微分方程分类
3.3.2 对流方程
3.3.3 抛物线方程
3.3.4 椭圆方程
3.4 隐式算法
3.5 谱方法
3.6 有限元
3.7 其他
3.7.1 辛算法
3.7.2 Boris格式
3.7.3 时域有限差分和Yee网格
3.7.4 exp(Ht)的计算
习题

第4章 单粒子轨道
4.1 洛伦兹力轨道
4.1.1 基本方程
4.1.2 磁力线方程
4.1.3 磁镜中的轨迹
4.1.4 地磁场中的轨迹
4.1.5 托卡马克中的轨迹
4.1.6 电流片中的轨迹
4.2 导心轨道
4.2.1 各种导心漂移
4.2.2 一组实用的磁面坐标公式
……
第5章 磁流体
第6章 等离子体中的波与不稳定性
第7章 等离子体中的碰撞与输运
第8章 动理学模拟
第9章 部分非线性问题及其他问题
第10章 附录
参考文献
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