DIPLOMOVÁ PRÁCE

Tato stránka je věnována mé diplomové práci na téma

Studium interakce plazma-pevná látka při středních tlacích

Abstrakt:

Předmětem práce je částicové modelování plazmatu při středních tlacích. Hlavní výsledky práce se týkají modelování srážek v algoritmu typu particle-in-cell. V práci jsou diskutovány různé metody simulace srážek a je diskutována jejich přesnost a rychlost výpočtu. Dále byla navržena nová modifikace algoritmu particle-in-cell pro použití při středních tlacích. Numerické testy uvedené v závěrečné kapitole ukazují výhody nového algoritmu.

Text ke stažení

Diplomku jsem sice ještě neobhájil, ale snad to projde. Zde nabízím ke stažení text diplomky a jako bonus text bakalářky

diplomka.pdf

bakule.pdf

Zdrojové kódy

Zde jsou k dispozici zdrojáky mých programů. Není to žádný hotový software s pěkným uživatelským rozhraním, spíš jen sbírka algoritmů...

plasma2d

Program plasma2d implementuje dvourozměrný model typu particle-in-cell s kartézskou mříží. Okrajové podmínky tvoří válcová sonda zasunutá do plazmatu a nenarušné plazma v okolí. Jde o experimentální program, který sloužil hlavně k testování mých algoritmů, ale při troše snahy najde i jiné využití ;-).

plasma2d screenshot

Pro kompilaci je nutné mít kompilátor jazyka C++ (testováno s gcc 4.2.3), knihovny UMFPACK a GotoBLAS pro rychlé řešení Poissonovy rovnice a dále knihovnu getpot a knihovnu boost-filesystem. Volitelně je možné také nainstalovat program gnuplot pro průběžné vykreslování výsledků při výpočtu. Budete si muset také ručně upravit makefile a nastavit tam cesty k použitým knihovnám a hlavičkovým souborům. Veškerá konfigurace programu se provádí pomocí konfiguračního souboru. Ke zdrojovému kódu je přiložen ukázkový konfigurační soubor, který slouží zároveň jako dokumentace. Program se spouští z příkazové řádky a jako parametry lze specifikovat konfigurační soubor a výstupní adresář ve tvaru

 plasma2d config=config_0.txt output_dir=argon/dt/advance1/2e-13s

Nejlepší dokumentací jsou zdrojové kódy a ty můžete získat zde:

plasma2d.tar.gz

kyslik

Program kyslik řeší rovnice chemické kinetiky. Ze vstupního souboru species.txt načítá složky plazmatu ve formátu

O+      0
O2+     1e10
OD      0
O2(0.98)     0
...

kde první sloupce je téměř libovolný identifikátor složky a druhý je počáteční koncentrace. Dále program načítá soustavu chemických reakcí ze souboru reactions.txt který je zapsán ve formátu

5.5e-11 O2 e- => O O e-
1.1e-30 O2 O2 O- => O2 O3-
4.8e-33 O O O => O O2
6.9e-34 O O2 O3 => O3 O3
...

První sloupec udává rychlostní konstantu a v dalších je zapsána odpovídající reakce. Výstupem programu je časový vývoj koncentrací v souboru res.dat a soubor plotcmd.gnuplot, který obsahuje příkaz pro vykreslení výsledků v gnuplotu.

plasma2d screenshot

K řešení je použita Rosenbrockova metoda (Numerical Recipes kap. 16-6). Ostatní parametry jsou v programu natvrdo a pro jejich změnu musíte program překompilovat. Zdroják můžete stáhnout zde:

kyslik.tar.gz