Speaker
Description
Плазменное кильватерное ускорение с пучковым драйвером является активно развивающимся методом ускорения заряженных частиц на коротких расстояниях. Использование плазмы в данном методе позволяет получать ускоряющие поля, на порядки превышающие максимально возможные в традиционных ускорителях.
Опыт многочисленных исследований показал, что качественное проектирование новых экспериментальных установок с использованием плазменного кильватерного ускорения требует численного моделирования. Существующие инструменты моделирования предоставляют широкие возможности для изучения динамики плазмы в условиях, близких к экспериментальным. Однако, хотя многие такие инструменты могут моделировать эксперименты, требующие короткого вычислительного окна, существует нехватка надежных инструментов, позволяющих моделировать долговременную эволюцию кильватерной волны. Создаваемые для этого программы моделирования должны обеспечивать низкий числовой шум при разумном потреблении компьютерных ресурсов, что создает значительные сложности при их разработке.
В данной работе представляется код для трёхмерного моделирования плазменного кильватерного ускорения LCODE 3D, являющийся модифицированной версией двумерного кода LCODE. В основе вычислительных алгоритмов данных кодов лежит метод частиц в ячейках (PIC) и квазистатическое приближение, где последнее позволяет значительно сократить время моделирования. Новый инструмент моделирования LCODE 3D позволяет исследовать в схемах кильватерного ускорения долговременную эволюцию как плазмы, так и пучков заряженных частиц в декартовой прямоугольной системе координат в пространстве. Перестроение численных алгоритмов для работы на видеокартах (GPU) обеспечило заметный прирост в скорости моделирования. Корректность работы кода LCODE 3D проверялась при помощи сравнения результатов моделирования тестовых задач нового и других кодов.
| Статус | 2-й курс магистратуры |
|---|---|
| Подразделение | Сектор 5-12 |
| Научный руководитель | Лотов Константин Владимирович |
| Текущее образовательное учреждение | НГУ |
