Направления:

Particle in Cell

Для задач численного моделирования взаимодействия излучения с плазмой в последнее время находит большое применение метод (Particle-in-cell (PIC) или метод "частиц в ячейке". Он имеет существенное преимущество в быстродействии по сравнению с методом численного интегрирования уравнения Власова для функции распределения. В то же время он позволяет моделировать макроскопический большой объем исследуемой среды.

Суть метода PIC для плазмы заключается в том, что некоторое множество элементарных частиц, выбор которого зависит от конкретной разновидности метода, заменяется одной квазичастицей, для которой в дальнейшем решаются уравнения движения. Уравнение электромагнитного поля решается численно на сетке. На той же сетке производится интерполяция зарядов и токов, создаваемых квазичастицами, попавшими в соответствующие ячейки пространственной сетки.

Основным недостатком метода PIC является то, что с его помощью достаточно трудно описать процессы столкновений частиц. Поэтому область его применения ограничивается, как правило, задачами взаимодействия лазерных импульсов высокой интенсивности с идеальной плазмой, когда столкновения частиц не играют существенной роли.

Весьма перспективным является объединение методов PIC и молекулярной динамики (МД), в котором МД используется для определения диссипации энергии частиц в результате столкновений, которая затем добавляется в уравнения движения квазичастиц PIC в виде дополнительных ланжевеновских источников. Таким образом планируется изучать взаимодействие излучения с неидеальной плазмой.

Расчет воздействия фемтосекундных лазерных импульсов на неидеальную плазму в геометрии 2D и 3D.