Месяц Е.А. Снытников А.В.
Трехмерная численная модель релаксации электронного пучка в плазме
Докладчик: Месяц Е.А.
На основе метода частиц в ячейках создана параллельная трехмерная численная модель взаимодействия пучка теплых электронов малой плотности с плазмой. Данная модель позволяет воспроизводить процесс релаксации электронного пучка как в гидродинамическом режиме, когда возбужденной электронами пучка волной захватывается весь пучок, так и в кинетическом режиме, когда с волной взаимодействует только малая часть электронов пучка. До недавнего времени подобные вычисления с реальными отношениями плотностей электронов пучка и фона были невозможны вследствие ограниченности вычислительных ресурсов.
В основе нашей модели лежит система дифференциальных уравнений, состоящая из уравнения Власова для функции распределения частиц по скоростям и уравнений Максвелла для полей. Рассматривается небольшая узкая область плазмы с инжектированным немодулированным пучком. Исследуется насыщение роста отдельно взятой неустойчивой моды.
Так как при переходе от гидродинамического к кинетическому режиму энергия волны уменьшается, она может стать сравнима по порядку величины с численными шумами. Поэтому особенно важно для вычисления инкремента иметь диагностику с низким уровнем шумов. В качестве такой диагностики предлагается вычисление инкремента неустойчивости по амплитуде главной волны напряженности электрического поля. В сравнении с вычислением инкремента по энергии электрического поля данная диагностика позволяет при меньшем в 10 раз числе частиц в ячейке получать тот же результат. Для каждого из трех режимов инкременты неустойчивости вычисляются двумя способами и приводится их сравнение с аналитически предсказанными значениями.
Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ № 11-01-00249a, 12-07-00065-а.
Тезисы доклада: | abstracts_137735_ru.pdf |
Файл с полным текстом: | konf_Mesyats.pdf |
К списку докладов