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库仑碰撞截面在等离子体粒子模拟中的应用
被引量：
1
1
作者
宋萌萌
周前红
+2 位作者
孙强
杨薇
董烨
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期84-92,共9页
在等离子体粒子模拟中,TA模型和NanBu模型被广泛用于处理库仑碰撞,这两种模型要求每个时间步长内全部粒子参与计算。为了降低参与碰撞的粒子数,提高库仑碰撞的计算效率,提出了一种基于截面的库仑碰撞模拟方法,并给出了库仑碰撞概率的计...
在等离子体粒子模拟中,TA模型和NanBu模型被广泛用于处理库仑碰撞,这两种模型要求每个时间步长内全部粒子参与计算。为了降低参与碰撞的粒子数,提高库仑碰撞的计算效率,提出了一种基于截面的库仑碰撞模拟方法,并给出了库仑碰撞概率的计算公式。采用该方法对不同温度不同密度电子气的弛豫过程进行模拟,分别对比了电子速度分布函数、电子温度以及电子x、y方向上的温度与电子温度之比的模拟值与理论值,验证了该方法的准确性。在相同的小时间步长上,该方法相比TA模型计算效率提升可达40%以上。对于较大的时间步长,该方法仍能得到与理论解近似的模拟结果,相比Nanbu模型,在相同的精度下可取更大的时间步长,计算效率也有所提升。研究表明,该方法同样适用于电子-离子碰撞。因此在提高库仑碰撞计算效率上,该方法具有碰撞粒子数少以及适用于大时间步长的优势。
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关键词
粒子模拟
库仑碰撞截面
蒙特卡罗方法
TA模型
Nanbu模型
等离子体
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职称材料
题名
库仑碰撞截面在等离子体粒子模拟中的应用
被引量：
1
1
作者
宋萌萌
周前红
孙强
杨薇
董烨
机构
北京应用物理与计算数学研究所
中国工程物理研究院研究生院
出处
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期84-92,共9页
文摘
在等离子体粒子模拟中,TA模型和NanBu模型被广泛用于处理库仑碰撞,这两种模型要求每个时间步长内全部粒子参与计算。为了降低参与碰撞的粒子数,提高库仑碰撞的计算效率,提出了一种基于截面的库仑碰撞模拟方法,并给出了库仑碰撞概率的计算公式。采用该方法对不同温度不同密度电子气的弛豫过程进行模拟,分别对比了电子速度分布函数、电子温度以及电子x、y方向上的温度与电子温度之比的模拟值与理论值,验证了该方法的准确性。在相同的小时间步长上,该方法相比TA模型计算效率提升可达40%以上。对于较大的时间步长,该方法仍能得到与理论解近似的模拟结果,相比Nanbu模型,在相同的精度下可取更大的时间步长,计算效率也有所提升。研究表明,该方法同样适用于电子-离子碰撞。因此在提高库仑碰撞计算效率上,该方法具有碰撞粒子数少以及适用于大时间步长的优势。
关键词
粒子模拟
库仑碰撞截面
蒙特卡罗方法
TA模型
Nanbu模型
等离子体
Keywords
particle-in-cell simulation
cross-section of Coulomb collision
Monte-Carlo methods
TA model
Nanbu model
plasma
分类号
O411.3 [理学—理论物理]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
库仑碰撞截面在等离子体粒子模拟中的应用
宋萌萌
周前红
孙强
杨薇
董烨
《强激光与粒子束》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
1
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