Year: 2024
Type: article
Abstract: Построена тестовая задача, моделирующая нелинейные ленгмюровские колебания, возбуждаемые коротким мощным лазерным импульсом. Задача имеет аналитическое решение в лагранжевых координатах, которое может быть трансформировано в эйлеровы координаты, правда в специфической неявной форме. Для различных вариантов метода частиц в ячейке (particle-in-cell, PIC-метод), получены аналитические оценки погрешности, возникающей при сборке заряда от макрочастиц в центры ячеек. Кроме того, проведены численные эксперименты, иллюстрирующие качество этих оценок на модельной задаче. Дополнительно предложен новый разностный метод для модельной задачи и проведено сравнение его точности с этапом сборки заряда из PIC-метода. A test problem is constructed that simulates nonlinear Langmuir oscillations excited by a short powerful laser pulse. The problem has an analytical solution in Lagrangian coordinates, which can be transformed into Eulerian coordinates, however, in a specific implicit form. For various variants of the particle-in-cell method (PIC-method), analytical estimates of the error that occurs when the assembly of the charge from the macroparticles into the centers of the cells. In addition, numerical experiments have been carried out to illustrate the quality of these estimates on a model problem. Additionally, a new difference method for the model problem is proposed and its accuracy is compared with the charge assembly stage from the PIC-method.
Author: Е.В. Чижонков
Institution: Lomonosov Moscow State University
Language: Russian
Subfield: Computational Mechanics
Field: Engineering
Domain: Physical Sciences
Open Access status: hybrid
OpenAlex ID: W4391889342