专题

超强激光等离子体相互作用的数值模拟 刊登在《计算物理》2017年第5期 在激光聚变等重大应用的牵引和强激光技术快速发展的推动下，超强激光等离子体相互租用研究受到广泛关注，已经成为一个热点研究方向。超强激光等离子体相互作用具有强非线性、相对论效应起重要作用等特点，数值模拟是最重要的研究手段之一。本期专题《超强激光等离子体相互作用的数值模拟》刊登北京大学、国防科技大学、北京应用物理与计算数学研究所的三个研究团队的四篇论文，相信对推进我国超强激光等离子体相互作用研究将起到重要作用。

默认 最新文章 浏览次数

Please wait a minute... 选择: 导出引用 EndNote Ris BibTeX 显示/隐藏图片 Select 超热电子在稠密等离子体中输运的混合粒子模拟方法 徐涵, 卓红斌, 杨晓虎, 侯永, 银燕, 刘杰 计算物理    2017, 34 (5): 505-525.   摘要 （534）   HTML （16）    PDF （2828KB）（2734）    可视化    相对论激光等离子体相互作用以及所产生的带电粒子束在高密度等离子体中的输运行为非常重要.该物理问题的数值模拟研究仍面临技术挑战.本文介绍一种粒子/流体混合模拟方法.该方法中超热电子采用动力学方法描述，背景冷的稠密等离子体采用简化的流体方程描述，适合于超热电子密度远小于背景电子密度，超热电子能量远大于背景电子温度.我们的三维并行混合模拟程序HEETS的模拟结果表明：背景材料的电离和电阻率模型至关重要，将严重影响高能电子输运过程的模拟. 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 Select 量子电动力学—粒子模拟极端等离子体动力学研究 常恒心, 许铮, 姚伟鹏, 谢雨, 乔宾 计算物理    2017, 34 (5): 526-542.   摘要 （908）   HTML （24）    PDF （4769KB）（3031）    可视化    新一代拍瓦激光装置有望将激光强度提升至1023~1024 W·cm-2，在此极端强场条件下非线性量子电动力学效应对等离子体动力学过程产生重要影响.相对论电子在强电磁场作用下会同步辐射大量伽马光子，当后者穿过超强电磁场时会级联产生正负电子对.与此同时，这些量子电动力学效应也会反作用于激光等离子体相互作用过程，如辐射阻尼严重影响电子运动过程.为了研究这样极端的等离子体动力学，我们介绍最近几年发展的量子电动力学数值模拟模块，并将其耦合到传统的粒子模拟程序中，即量子电动力学-粒子模拟程序.由于大量新辐射的光子和产生的正负电子对会造成模拟粒子数目的不断增加，我们发展了粒子融合技术来减小模拟规模.利用此量子电动力学-粒子模拟程序，我们对极端强场激光物质相互作用以及极端天体物理现象开展了数值模拟研究. 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 Select 球坐标动量空间下相对论Vlasov方程的数值算法 张华, 吴思忠, 周沧涛, 何民卿, 蔡洪波, 曹莉华, 朱少平, 贺贤土 计算物理    2017, 34 (5): 543-554.   摘要 （470）   HTML （1）    PDF （2635KB）（1108）    可视化    针对相对论Vlasov方程动量区间跨度大、难以计算的困难，将相对论Vlasov方程在球坐标动量空间中进行数值求解.对相对论Vlasov方程球坐标动量空间构造4阶非分裂守恒型数值格式.数值模拟相对论Landau阻尼问题并与解析理论进行比较，验证数值模型和算法的有效性.对激光等离子体相互作用进行初步模拟分析，表明通过采用球坐标下的动量空间，可在相对较少动量网格情形下，获得与粒子模拟可相互验证的结果. 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价 Select 面向结构网格自适应并行计算的矩形区域求差集快速算法 刘旭, 徐小文, 张爱清 计算物理    2017, 34 (5): 563-573.   摘要 （536）   HTML （0）    PDF （3124KB）（1035）    可视化    结构网格自适应程序需要使用矩形区域求差集算法计算网格层间数据依赖关系和网格层嵌套关系.原有的矩形区域求差集算法时间复杂度较高，成为该类应用大规模并行计算可扩展性能瓶颈.本文利用分而治之的方法，构造近似线性时间复杂度的矩形区域求差集快速算法，并利用区域分解实现该算法的并行计算.分别针对规则矩形区域和多层自适应网格的非规则矩形区域求差集问题，验证该算法的效率.结果表明，该算法具有近似线性计算复杂度，对于大规模计算问题，加速效果显著. 参考文献 | 相关文章 | 多维度评价