О релятивистском опрокидывании электронных колебаний в плазменном слое

Авторы

  • А.А. Фролов
  • Е.В. Чижонков

Ключевые слова:

численное моделирование
плазменные колебания
эффект опрокидывания
методы на основе лагранжевых и эйлеровых переменных

Аннотация

Методами численного моделирования изучен релятивистский эффект опрокидывания плоских одномерных электронных плазменных колебаний. Для моделирования построены два различных вычислительных алгоритма (на основе лагранжевых и эйлеровых переменных) и проведено предварительное аналитическое исследование. Представлено описание динамики развития-завершения плоских релятивистских колебаний, кульминацией которой является сингулярность функции электронной плотности, располагающаяся вне оси симметрии задачи. Часть расчетов была проведена на суперкомпьютере «Чебышев» (МГУ им. М.В. Ломоносова).

Новые вычислительные технологии

Загрузки

Опубликован

2014-09-08

Выпуск

Том 15 (2014): Выпуск 3.

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Авторы

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. Зельдович Я.Б., Мышкис А.Д. Элементы математической физики. М.: Наука, 1973.
  2. Горбунов Л.М., Фролов А.А., Чижонков Е.В., Андреев Н.Е. Опрокидывание нелинейных цилиндрических колебаний плазмы // Физика плазмы. 2010. 36, № 4. 375-386.
  3. Dawson J.M. Nonlinear electron oscillations in a cold plasma // Phys. Review. 1959. 113, N 2. 383-387.
  4. 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.
  5. Chizhonkov E.V., Frolov A.A. Numerical simulation of the breaking effect in nonlinear axially-symmetric plasma oscillations // Russ. J. Numer. Anal. Math. Modeling. 2011. 26, N 4. 379-396.
  6. Милютин С.В., Фролов А.А., Чижонков Е.В. Пространственное моделирование опрокидывания нелинейных плазменных колебаний // Вычислительные методы и программирование. 2013. 14. 295-305.
  7. Чижонков Е.В. К моделированию электронных колебаний в плазменном слое // Ж. вычисл. матем. и матем. физики. 2011. 51, № 3. 456-469.
  8. Pohozaev S.I. The general blow-up theory for nonlinear PDE’s // Function Spaces, Differential Operators and Nonlinear Analysis. The Hans Triebel Anniversary Volume. Bazel: Birkhäuser, 2003. 141-159.
  9. Esarey E., Sprangle P., Krall J., Ting A. Overview of plasma-based acceleration concepts // IEEE Trans. on Plasma Science. 1996. 24, N 2. 252-288.
  10. Горбунов Л.М., Фролов А.А., Чижонков Е.В. О моделировании нерелятивистских цилиндрических колебаний в плазме // Вычислительные методы и программирование. 2008. 9. 58-65.
  11. Боголюбов Н.Н., Митропольский Ю.А. Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. М.: Физматлит, 1958.
  12. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. М.: БИНОМ, 2008.
  13. Hockney R.W., Eastwood J.W. Computer simulation using particles. New York: McGraw-Hill, 1981.
  14. Попов А.В., Чижонков Е.В. Об одной разностной схеме для расчета плазменных аксиально-симметричных колебаний // Вычислительные методы и программирование. 2012. 13. 1-13.
  15. Андерсон Д., Таннехил Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. 1. М.: Мир, 1990.
  16. Karimov A.R., Yu M.Y., Stenflo L. Large quasineutral electron velocity oscillations in radial expansion of an ionizing plasma // Physics of Plasmas. 2012. 19. 0921181-0921185.
  17. Verma P.S., Soni J.K., Segupta S., Raw P.K. Nonlinear oscillations in a cold dissipative plasma // Physics of Plasmas. 2010. 17. 0445031-0445034.
  18. Infeld E., Rowlands G., Skorupski A.A. Analytically solvable model of nonlinear oscillations in a cold but viscous and resistive plasma // Phys. Rev. Lett. 2009. 102. 1450051-1450054.
  19. Rowlands G., Brodin G., Stenflo L. Exact analytic solutions for nonlinear waves in cold plasmas // J. Plasma Physics. 2008. 74, N 4. 569-573.
  20. Чижонков Е.В. Численное моделирование аксиальных решений некоторых нелинейных задач // Вычислительные методы и программирование. 2010. 11. 215-227.