計算磁気流体力学

計算磁気流体力学 (CMHD)は、磁気流体力学の急速に発展している分野であり、数値的手法とアルゴリズムを用いて電気伝導性流体に関する問題を解いたり解析したりします。CMHD で使用される手法のほとんどは、計算流体力学で確立された手法から借用されています。複雑さは主に磁場の存在と流体との結合によって生じます。重要な課題の 1 つは、数値的に維持することです。${\displaystyle \nabla \cdot {\mathbf {B} }=0}$（磁束保存）条件は、解の中に非現実的な効果、すなわち磁気単極子が存在することを避けるために、マクスウェル方程式から得られる。

• Pencil Codeは、圧縮性抵抗性MHDモデルであり、本質的に発散がなく、粒子モジュールが組み込まれており、有限差分法による陽解法、高階微分に対応しています。Fortran95とC言語で記述され、数十万コアまで並列化可能です。ソースコードは公開されています。
• RAMSESは、自己重力、磁化、圧縮性、放射性流体の流れを特徴とする天体物理システムをモデル化するためのオープンソースプログラムです。これは、完全にスレッド化された段階的オクツリー上の適応メッシュ細分化（AMR）技術に基づいています。RAMSESはFortran 90で記述されており、メッセージパッシングインターフェース（MPI）ライブラリを多用しています。^{[ 1 ] [ 2 ]}ソースコードは入手可能です。
• RamsesGPUは、オリジナルのRAMSESをベースにC++で記述されたMHDプログラムですが、正則グリッドのみに対応しています（AMRは非対応）。このコードは、大規模なGPUクラスタ（NVIDIAグラフィックスプロセッサ）上で動作するように設計されており、並列処理には分散メモリ処理用のMPIと、 GPUリソ​​ースの効率的な利用のためのプログラミング言語CUDAが使用されています。静的重力場がサポートされています。さまざまな有限体積法が実装されています。ソースコードは公開されています。
• Athenaは、天体物理学的磁気流体力学（MHD）のためのグリッドベースのプログラムです。これは主に星間物質、星形成、および降着流の研究のために開発されました。^{[ 3 ]}ソースコードは入手可能です。
• EOF- Library は、 Elmer FEMとOpenFOAMシミュレーション パッケージを連携させるソフトウェアです。効率的な内部場補間と、有限要素法と有限体積法のフレームワーク間の通信を可能にします。潜在的なアプリケーションとしては、MHD、電気機器の対流冷却、工業用プラズマ物理学、液体のマイクロ波加熱などがあります。^{[ 4 ]}

• USim
• MACH2
• STAR-CCM+

• 磁気流体力学的乱流
• 電磁流量計
• プラズマモデリング

• Brio, M., Wu, CC ( 1988)「理想磁気流体力学方程式に対する上流差分法」、Journal of Computational Physics、75、400–422。
• Henri-Marie Damevin および Klaus A. Hoffmann (2002)、「磁気ガスダイナミクスのための TVD を用いたルンゲ・クッタ法の開発」、Journal of Spacecraft and Rockets、34、No.4、624 – 632。
• Robert W. MacCormack(1999)、「理想磁気流体力学方程式に対する上流保存形式法」、AIAA-99-3609。
• Robert W. MacCormack(2001)、「磁気流体力学のための保存形式法」、AIAA-2001-0195。

• Toro, EF (1999), Riemann Solvers and Numerical Methods for Fluid Dynamics , Springer-Verlag.
• Ledvina, SA; Y.-J. Ma; E. Kallio (2008). "流動プラズマおよび関連現象のモデリングとシミュレーション". Space Science Reviews . 139 ( 1–4 ): 143–189 . Bibcode : 2008SSRv..139..143L . doi : 10.1007/s11214-008-9384-6 . S2CID 121999061 . 

• NCBI