Кинетические алгоритмы исследований проблем магнитной газовой динамики на параллельных вычислительных системах высокой и сверхвысокой производительности

Проект концентрируется на создании новых математических моделей, вычислительных методов, алгоритмов и программных технологий для наиболее актуальных научных направлений, в частности численных методов и алгоритмов решения крупномасштабных проблем магнитной газовой динамики на основе кинетического и кинетически согласованного подходов, ставшими возможными для реализации на вычислительных системах высокой и сверхвысокой производительности. В ходе выполнения проекта планируется существенный прогресс в разработке новых подходов, методов, алгоритмов и программных средств на основе кинетического и кинетически согласованного подхода с использованием фундаментального расширения кинетической теории Больцмана для заряженных частиц (ионизированного газа) в электромагнитных полях, основой которого является комплексная статистическая функция распределения включающая электромагнитные взаимодействия. Кинетические и кинетически согласованные систем уравнений, модели и численные алгоритмы будут выведены непосредственно из кинетического уравнения Больцмана и представляют более полные физические модели процессов магнитной газовой динамики для широкого класса фундаментальных и прикладных проблем в сравнении с традиционными методами основанными на уравнении Навье- Стокса и уравнениях Максвелла. Предлагаемый подход математического моделирования будет использован для исследования фундаментальной крупномасштабной физической проблемы астрофизики - динамики возникновения первичных магнитных полей и развития магнитных полей Вселенной, играющих важнейшее значение в формировании вселенной с самых ранних этапов. В целом предлагаемые гипотезы объясняют, что мелкомасштабные, сравнительно слабые первичные магнитные поля могут создавать существенные мелкомасштабные флюктуации плотности первичного вещества Вселенной, которые вызывают неоднородную рекомбинацию во Вселенной. Данная неоднородная рекомбинация, в свою очередь, может изменять крупномасштабную анизотропию температуры космического микроволнового фона до наблюдаемой в настоящее время крупномасштабной структуры.