Гибридные алгоритмы для моделирования двумерных течений плазмы

Математическое моделирование в задачах геофизики и электрофизики 109

2. Губайдуллин И.М., Сайфуллина Л.В., Еникеев М.Р. "Информационно-аналитическая истема обратных задач химической кинетики". Учебное пособие. Изд-е Башкирск. Ун-та.- Уфа, 2003. - 89 с.

3. Ахметов И.В., Губайдуллин И.М., Коледина К.Ф., Сафин Р.Р. Математическое моделирование и оптимизация реакций синтеза ароматических соединений. Электротехнические и информационные комплксы и системы. Уфимский государственный университет экономики и сервиса. Уфа. № 2, т. п, 2015. С. 53-58

4. K.F. Koledina, S.N. Koledin, I.M. Gubaydullin Optimization of chemical reactions by economic criteria based on kinetics of the process // CEUR Workshop Proceedings, Volume 1966, 2017, P.5-9.DOI: 10.24411/9999-017A-2019-10001 10.18287/1613-0073-2017-1966-5-9.

Гибридные алгоритмы для моделирования двумерных течений плазмы

В. А. Вшивков, Л. В. Вшивкова, Г. И. Дудникова

Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН

Email: vsh@ssd.sscc.ru

DOI: 10.24411/9999-017A-2019-10225

Известно, что для моделирования разреженной плазмы лучше всего подходит математическая модель, состоящая из уравнений Власова для каждой компоненты плазмы и уравнений Максвелла для электромагнитных полей. Для численного решения задач с использованием этой модели наиболее подходит метод частиц-в-ячейках в связи с его универсальностью для широкого диапазона физических параметров. Однако применение метода частиц требует больших вычислительных ресурсов - памяти и быстродействия ЭВМ. Но еще большее ограничение на эффективность численной модели накладывает разномасштабность физических явлений, определяемых поведением легких (электроны) и тяжелых (ионы) частиц плазмы. Если при этом изучаемые эффекты определяются движением ионных компонент, то существенное ограничение при использовании модели будет связанным с большим временем счёта.

Для уменьшения требований к быстродействию и памяти ЭВМ, по сравнению с полностью кинетическими моделями, используются комбинированные (гибридные) модели. В докладе на примере задачи о разлете плазменного облака будет рассмотрены двумерные гибридные модели, основанные на гидродинамическом приближении для электронной компоненты плазмы и кинетическом приближении для ионов. Условия и возможности их применения, полученные на основе существующих теоретических оценок, будут проверены и уточнены при численном моделировании.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 18-29-21025-мк).

Численное моделирование динамики взаимодействия плазменных потоков в магнитном поле

К. В. Вшивков\ Л. В. Вшивкова2, Г. И. Дудникова2 1Институт лазерной физики СО РАН

2Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН

Email: vkv76ru@gmail.com

DOI: 10.24411/9999-017A-2019-10226

В работе представлена 3-мерная модель распространение плазменного сгустка в фоновой плазме, основанная на использовании кинетического уравнения Власова для ионной компоненты плазмы. Для описания электронной компоненты плазмы используются уравнения магнитной гидродинамики. Уравнения Власова решаются на основе метода частиц в ячейках. Конечно-разностные схемы используются для решения системы уравнений Максвелла и динамики электронов. Проведена серия вычислительных экспериментов для исследования бесстолкновительных механизмов взаимодействия плазменных потоков и структуры генерируемых волн применительно к условиям лабораторных экспериментов на установке КИ-1 ИЛФ СОРАН [1].

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (код проекта 18-29-21025).

Список литературы

1. Тищенко В.Н., Захаров Ю.П., Шайхисламов И.Ф. и др. Торсионная Альфвеновская и медленная магнитоз-вуковая волны, создаваемые плазмой в магнитном поле. Письма ЖЭТФ. 2016. Т. 104, № 5-6. С. 303-305.