Пространственное моделирование опрокидывания нелинейных плазменных колебаний

Авторы

  • С.В. Милютин
  • А.А. Фролов
  • Е.В. Чижонков

Ключевые слова:

плазменные колебания
эффект опрокидывания
метод конечных разностей
суперкомпьютерное моделирование

Аннотация

Ранее авторами в рамках одномерной гидродинамической модели был численно и аналитически исследован эффект внеосевого опрокидывания релятивистских и нерелятивистских цилиндрических аксиально-симметричных нелинейных плазменных колебаний. В настоящей статье для двухмерного моделирования указанного эффекта на компьютерах с распределенной памятью реализован явный метод второго порядка точности в эйлеровых переменных. Приведены результаты расчетов на СКИФ МГУ «Чебышев» на базе гибридного параллельного кода, допускающие сопоставление с одномерной моделью.

Новые вычислительные технологии

Загрузки

Опубликован

2013-06-23

Выпуск

Том 14 (2013): Выпуск 3.

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Авторы

С.В. Милютин

«Rock Flow Dynamics»
Профсоюзная ул., 25А, 117418, Москва
• старший разработчик

А.А. Фролов

Объединенный институт высоких температур РАН (ОИВТ РАН)
ул. Ижорская, д.13, стр.2, 125412, Москва
• старший научный сотрудник

Е.В. Чижонков

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,
механико-математический факультет
Ленинские горы, 119899, Москва
• профессор

Библиографические ссылки

  1. Hockney R.W., Eastwood J.W. Computer simulation using particles. New York: McGraw-Hill, 1981.
  2. Днестровский Ю.Н., Костомаров Д.П. Математическое моделирование плазмы. М.: Наука, 1982.
  3. Birdsall C.K., Langdon A.B. Plasma physics via computer simulation. New York: McGraw-Hill, 1985.
  4. Зельдович Я.Б., Мышкис А.Д. Элементы математической физики. М.: Наука, 1973.
  5. Горбунов Л.М., Фролов А.А., Чижонков Е.В., Андреев Н.Е. Опрокидывание нелинейных цилиндрических колебаний плазмы // Физика плазмы. 2010. 36, № 4. 375-386.
  6. Dawson J.M. Nonlinear electron oscillations in a cold plasma // Phys. Review. 1959. 113, N 2. 383-387.
  7. Chizhonkov E.V., Frolov A.A., Gorbunov L.M. Modelling of relativistic cylindrical oscillations in plasma // Russ. J. Numer. Anal. Math. Modelling. 2008. 23, N 5. 455-467.
  8. Горбунов Л.М., Фролов А.А., Чижонков Е.В. О моделировании нерелятивистских цилиндрических колебаний в плазме // Вычислительные методы и программирование. 2008. 9, № 1. 58-65.
  9. Попов А.В., Чижонков Е.В. Об одной разностной схеме для расчета плазменных аксиально-симметричных колебаний // Вычислительные методы и программирование. 2012. 13, № 1. 5-17.
  10. Chizhonkov E.V., Frolov A.A. Numerical simulation of the breaking effect in nonlinear axially-symmetric plasma oscillations // Russ. J. Numer. Anal. Math. Modelling. 2011. 26, N 4. 379-396.
  11. Esarey E., Sprangle P., Krall J., Ting A. Overview of plasma-based acceleration concepts // IEEE Trans. on Plasma Science. 1996. 24. 252-288.
  12. Чижонков Е.В. Численное моделирование аксиальных решений некоторых нелинейных задач // Вычислительные методы и программирование. 2010. 11, № 2. 57-69.
  13. Бахвалов Н.С. Численные методы. 2-е изд. М.: Наука, 1975.
  14. Yee K.S. Numerical solution of initial boundary value problems involving Maxwell’s equations in isotropic media // IEEE Trans. on Antennas and Propagation. 1966. 14. 302-307.
  15. Лебедев В.И. Разностные аналоги ортогональных разложений и основных операторов математической физики // Журнал вычисл. матем. и матем. физики. 1964. 4, № 3. 449-465; № 4. 649-659.
  16. Verboncoeur J.P. Particle simulation of plasmas: review and advances // Plasma Physics and Controlled Fusion. 2005. 47. A231-A260.
  17. Чижонков Е.В. К моделированию электронных колебаний в плазменном слое // Журнал вычисл. матем. и матем. физики. 2011. 51, № 3. 456-469.