Искусственные граничные условия для численного моделирования электронных колебаний в плазме

Авторы

DOI:

https://doi.org/10.26089/NumMet.v18r106

Ключевые слова:

Keywords: numerical modeling, plasma oscillations, breaking effect, artificial boundary conditions

Аннотация

Асимптотическими методами изучается поведение функций, описывающих релятивистский эффект опрокидывания плоских одномерных электронных плазменных колебаний. Полученные формулы порождают различные виды искусственных граничных условий, которые анализируются с помощью численных экспериментов. Специально подобранная комбинация предложенных граничных условий используется для моделирования эффекта опрокидывания в пространственно двумерном случае. Часть расчетов была проведена на СКИФ МГУ «Чебышев» (МГУ им. М.В. Ломоносова).

Автор

Е.В. Чижонков

Библиографические ссылки

  1. M. A. Il’gamov and A. N. Gil’manov, Nonreflecting Conditions at Boundaries of the Calculation Region (Fizmatlit, Moscow, 2003) [in Russian].
  2. Ya. B. Zel’dovich and A. D. Myshkis, Elements of Mathematical Physics (Nauka, Moscow, 1973) [in Russian].
  3. L. M. Gorbunov, A. A. Frolov, E. V. Chizhonkov, and N. E. Andreev, “Breaking of Nonlinear Cylindrical Plasma Oscillations,” Fiz. Plazmy 36 (4), 375-386 (2010) [Plasma Phys. Rep. 36 (4), 345-356 (2010)].
  4. J. M. Dawson, “Nonlinear Electron Oscillations in a Cold Plasma,” Phys. Rev. 113 (2), 383-387 (1959).
  5. E. V. Chizhonkov, A. A. Frolov, and L. M. Gorbunov, “Modelling of Relativistic Cylindrical Oscillations in Plasma,” Russ. J. Numer. Anal. Math. Model. 23 (5), 455-467 (2008).
  6. L. M. Gorbunov, A. A. Frolov, and E. V. Chizhonkov, “On Modeling of Nonrelativistic Cylindrical Oscillations in Plasma,” Vychisl. Metody Programm. 9, 58-65 (2008).
  7. A. A. Frolov and E. V. Chizhonkov, “Relativistic Breaking Effect of Electron Oscillations in a Plasma Slab,” Vychisl. Metody Programm. 15, 537-548 (2014).
  8. B. L. Rozhdestvenskii and N. N. Janenko, Systems of Quasilinear Equations and Their Applications to Gas Dynamics (Nauka, Moscow, 1978; Am. Math. Soc., Providence, 1983).
  9. N. N. Bogolyubov and Y. A. Mitropol’sky, Asymptotic Methods in the Theory of Non-Linear Oscillations (Nauka, Moscow, 1974; Gordon and Breach, New York, 1961).
  10. E. V. Chizhonkov, “To the Question of Large-Amplitude Electron Oscillations in a Plasma Slab,” Zh. Vychisl. Mat. Mat. Fiz. 51 (3), 456-469 (2011) [Comput. Math. Math. Phys. 51 (3), 423-434 (2011)].
  11. N. S. Bakhvalov, A. A. Kornev, and E. V. Chizhonkov, Numerical Methods. Problems and Exercises with Solutions (Laboratory of Knowledge, Moscow, 2016) [in Russian].
  12. A. V. Popov and E. V. Chizhonkov, “A Finite-Difference Scheme for Computing Axisymmetric Plasma Oscillations,” Vychisl. Metody Programm. 13, 1-13 (2012).
  13. E. V. Chizhonkov, A. A. Frolov, and S. V. Milyutin, “On Overturn of Two-Dimensional Nonlinear Plasma Oscillations,” Russ. J. Numer. Anal. Math. Model. 30 (4), 213-226 (2015).
  14. A. F. Alexandrov, L. S. Bogdankevich, and A. A. Rukhadze, Principles of Plasma Electrodynamics (Vysshaya Shkola, Moscow, 1978; Springer, Heidelberg, 1984).
  15. V. L. Ginzburg and A. A. Rukhadze, Waves in Magnetoactive Plasma (Nauka, Moscow, 1975) [in Russian].
  16. V. P. Silin, Introduction to the Kinetic Theory of Gases (Nauka, Moscow, 1971) [in Russian].
  17. V. P. Silin and A. A. Rukhadze, Electromagnetic Properties of Plasma and Plasma-like Media (Librokom, Moscow, 2012; Gordon and Breach, New York, 1965).
  18. Yu. N. Dnestrovskii and D. P. Kostomarov, Numerical Simulation of Plasmas (Nauka, Moscow, 1982; Springer, Berlin, 1986).
  19. A. B. Vatazhin, G. A. Lyubimov, and S. A. Regirer, Magnetohydrodynamic Flows in Channels (Nauka, Moscow, 1970) [in Russian].
  20. A. I. Morozov and L. S. Solov’ev, “Steady-State Plasma Flow in a Magnetic Field,” in Reviews of Plasma Physics (Springer, New York, 1980), Vol. 8, pp. 1-102.
  21. A. Sh. Abdullaev, Yu. M. Aliev, and A. A. Frolov, “Generation of Quasi-Static Magnetic Fields by Strong Circularly Polarized Electromagnetic Radiation in a Relativistic Magnetoactive Plasma,” Fiz. Plasmy 12 (7), 827-835 (1986).
  22. E. V. Chizhonkov and A. A. Frolov, “Numerical Simulation of the Breaking Effect in Nonlinear Axially-Symmetric Plasma Oscillations,” Russ. J. Numer. Anal. Math. Model. 26 (4), 379-396 (2011).
  23. S. V. Milyutin, A. A. Frolov, and E. V. Chizhonkov, “Spatial Modeling of Breaking Effects in Nonlinear Plasma Oscillations,” Vychisl. Metody Programm. 14, 295-305 (2013).

Загрузки

Опубликован

2017-02-26

Как цитировать

Чижонков Е.В. Искусственные граничные условия для численного моделирования электронных колебаний в плазме // Вычислительные методы и программирование. 2017. 18. 65-79. doi 10.26089/NumMet.v18r106

Выпуск

Раздел

Раздел 1. Вычислительные методы и приложения

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>