Numerical Magnetohydrodynamics
Prerequisiti
Primo anno del corso di perfezionammento, possibile anche per studenti di magistrale avanzati. Prerequisiti: programmazione in python o/e fortran, c, c++
Programma
Questo corso fornisce una panoramica avanzata dei metodi numerici utilizzati per modellare i fluidi magnetizzati, soprattutto (anche se non esclusivamente) nel campo dell'Astrofisica. È principalmente pratico, richiedendo lo sviluppo di codice, la creazione di grafici e l'analisi dei risultati.
Contenuto del Corso:
- Introduzione ai plasmi spaziali: proprietà e caratterizzazione.
- Equazioni del centro guida per cariche in movimento in un campo elettromagnetico.
- Introduzione alle equazioni della MHD e alle loro proprietà.
- Onde MHD.
- Risoluzione numerica delle equazioni della MHD: schemi conservativi.
- Il problema di Riemann.
- Introduzione al codice MHD RAMSES.
- Instabilità MHD: applicazioni utilizzando il codice RAMSES.
- Onde d'urto: applicazioni utilizzando il codice RAMSES.
- Turbolenza MHD: applicazioni utilizzando il codice RAMSES.
Obiettivi formativi
Al completamento di questo corso, gli studenti saranno in grado di:
- Comprendere le basi della fisica del plasma e l'applicabilità dell'approssimazione MHD.
- Sviluppare codice che calcoli le traiettorie delle particelle cariche in un campo elettromagnetico.
- Sviluppare codice che risolva le equazioni dell'idrodinamica in una dimensione.
- Utilizzare un codice MHD 3D all'avanguardia e parallelizzato per problemi avanzati.
- Progettare, eseguire e analizzare una simulazione MHD.
Riferimenti bibliografici
"Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics", E. Toro