CC BY
16106 Секция 6
Численное моделирование широкоапертурного источника электронного пучка на основе сеточного плазменного эмиттера
В. Т. Астрелин1,2, М. С. Воробьёв3, А. Н. Козырев4, В. М. Свешников2,4 1Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН 2Новосибирский государственный университет 3Институт сильноточной электроники СО РАН
4Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН Email: V.T.Astrelin@inp.nsk.su DOI: 10.24411/9999-017A-2019-10219
Проведено численное моделирование физических процессов широкоапертурного источника электронного пучка на основе сеточного плазменного эмиттера. Исследуемая область характеризуется сильной разномасштабностью и протяженностью. Расчеты проводились на адаптивных квазиструктурированных локально-модифицированных сетках. Предложена математическая модель нахождения свободной поверхности эмиссионной плазмы, согласно которой задача рассматривается в двумерном осесим-метричном приближении и поверхность входа электронов в расчетную область представляется в виде совокупности дуг окружностей, соединяемых перешейками. Для повышения точности расчетов предложено разбить разномасштабную протяженную область на две подобласти и решение находить альтернирующим методом Шварца, поочередно проводя решение самосогласованных задач в подобластях. Пучки моделируются методом трубок тока, потенциал электрического поля рассчитывается методом конечных объемов.
Проведено сравнение полученных характеристик пучка с данными эксперимента. Показано, что при рабочих параметрах пучка его потери на элементах источника минимальны.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования и Президиума СО РАН (Междисциплинарный интеграционный проект СО РАН № 10).
Численное моделирование столкновений в методе частиц-в-ячейках для задач генерации электромагнитного излучения в плазме
Е. А. Берендеев1, А. А. Ефимова1, В. В. Анненков2
1Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН 2Институт ядерной физики СО РАН Email: evgeny. berendeev@gmail.com DOI: 10.24411/9999-017A-2019-10220
Перспективным методом генерации терагерцового электромагнитного (ЭМ) излучения является ин-жекция в плазму лазерных импульсов или электронных пучков. Для поисков оптимальных параметров плазменной системы, обеспечивающих высокую эффективность генерации ЭМ-излучения, используется численное моделирование методом частиц-в-ячейках. В этом методе плазма представляется набором достаточно большого числа модельных частиц, которые взаимодействуют между собой через электромагнитные поля. Однако в некоторых задачах необходимо учитывать статистические процессы ионизации газа и кулоновские столкновения.
В работе рассмотрено два основных подхода к моделированию столкновений в методе частиц применительно к задаче моделирования генерации терагерцового излучения- это метод нулевых столкновений и метод парных столкновений Такизуке и Абе.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 18-32-00107, 19-07-00446).
