Speakers
Description
Полностью неявные PIC-модели эффективны для кинетического моделирования удержания плазмы в магнитных ловушках, так как не требуют разрешения плазменной частоты и дебаевской длины и обеспечивают точное сохранение энергии, однако 3D-расчеты с полным кинетическим описанием всех сортов частиц остаются слишком трудоемкими из-за необходимости разрешать циклотронное вращение электронов. Дрейфово-кинетическое описание электронов устраняет эту проблему, сохраняя ключевые кинетические эффекты в транспорте сильно замагниченной плазмы, но для открытых ловушек требуется гибридный подход, комбинирующий дрейфовое приближение для электронов с полным кинетическим описанием ионов в реальной 3D-геометрии с учетом электромагнитных эффектов. На сегодняшний день не существует дрейфово-кинетических моделей, способных решать полную систему уравнений Максвелла с точным сохранением энергии и локального заряда. В настоящей работе впервые предложены согласованные способы вычисления тока намагниченности от ведущих центров и дискретизации градиента магнитного поля в зеркальной силе, обобщающие дрейфово-кинетическую PIC-модель на электромагнитный случай без нарушения закона сохранения энергии. Результаты тестирования подтверждают возможность увеличения временных и пространственных шагов по сравнению с полунеявной полностью кинетической моделью и демонстрируют относительную производительность дрейфово-кинетических расчётов.
