Particle - in - Cell code XOOPIC (OOPIC) (Часть первая, вводная)

Поскольку я до сей поры учусь универе, как неудачник, то жажда знаний во мне не утихла, а это ведет за собой весомые последствия, в виде бакалаврской работы.

Ну это все лирика. О чем я хочу рассказать... Рассказать я хочу о программном пакете для расчета динамики частиц и плазмы в самосогласованном магнитном и электрическом поле. Для тех кто от моделирования динамики заряженных частиц весьма и весьма далёк рассказываю (кто от этой темы не далёк может не читать до конца параграфа). Есть заряженные частицы, движутся эти частицы под действием какого - либо поля, и при этом сами частицы создают своё поле, влияющее на то внешнее поле, под которым они движутся. Вот и стоит задача моделирования движения\поеведения частиц в таких условиях.

Поскольку аналитически такое поведение очень тяжко моделировать, то в основном(в подавляющем большинстве) такие системы моделируют численно. А для численного моделирования используют метод частицы в ячейке(Particle in cell), в некоторой модифицированной форме.



Для численного моделирования подобных систем уже написано не мало программных пакетов, но всё плохо тем, что такие пакеты стоят приличную сумму (причем по моему, эта цена ЯВНО превышает их реальную ценность). Все бы было плохо, а нет, есть радуга в этом мире. И радуга эта - XOOPIC (OOPIC).
Итак, что такое XOOPIC:

• Open source пакет для расчета динамики пучков и плазмы разработанный в Беркли
• Пакет с наличием графического интерфейса
• и возможностью распараллеливания по MPI
• Написан на С++
• Пакет, используемый во многих статьях по динамике частиц

Что это нам даёт? А даёт это возможность моделирования не простых процессов без написания собственного кода, что в разы экономит время. Но не все так хорошо, как может показаться. За время работы с этим пакетом, не один раз я плевался, матерился... а сколько раз бил по столу. А всё потому что достойной(!!!) документации по пакету нет. Во всяком случае те документации, что мне попадались не отвечали на полный список моих вопросов.

И что обидно - не находил нигде хорошего форума по проблеме. Потому решил, что наверняка не я один такой.

Сразу скажу, что есть 2 реализации данного пакета: XOOPIC and OOPIC Pro. XOOPIC - полностью open source, работает под linux, скачать можно тут, OOPIC Pro - коммерческая версия пакета, работает под windows, подробности тут.

В целом, обе версии одинаковы. В коммерческом варианте есть некоторые фишки, которые может и будут полезны серьёзным исследователям.

Мой выбор пал на XOOPIC.
И подробней о нем и его причудах в следующей части...