粒子模拟中库仑碰撞算法的实现

题名

粒子模拟中库仑碰撞算法的实现

DOI

作者

任泽平王玥陈再高

作者单位

西北核技术研究所

摘要

为了将PIC方法应用于高密度带电粒子系统的模拟,分析研究了TA碰撞算法和Nanbu碰撞算法,详细介绍了这两种碰撞算法的实现过程。给出了计算碰撞散射角的拟合公式,可提高Nanbu碰撞算法的效率。采用这两种碰撞算法分别模拟了等离子体中电子温度的平衡过程,通过与理论解进行比较,发现Nanbu碰撞算法在时间步长较大时,仍然可以得到与理论解吻合较好的模拟结果。最后,采用粒子模拟程序和库仑碰撞算法验证了等离子体双流体方程中动摩擦因数计算公式的正确性。

关键词

粒子模拟；库仑碰撞；等离子体；动摩擦因数

刊名

物理进展

ISSN

3078-9451

年、卷(期)

20182

所属期刊栏目

数学与物理