group
Группа теории пучково-плазменного взаимодействия

Главная

Контакты

Исследования

Содержание

  1. Введение
  2. Проблема "терагерцового провала"
  3. Механизм пучково-плазменной антенны
  4. Генерация узкополосного когерентного излучения в плазме под действием встречных лазерных импульсов
  5. Полномасштабное моделирование экспериментов по инжекции тонкого электронного пучка в замагниченную плазму
  6. Вычисление инкремента неустойчивости горячего электронного пучка в замагниченной плазме в рамках точной кинетической теории с учётом релятивистских эффектов
  7. Повышение уровня электромагнитной эмиссии за счёт трёхволнового процесса слияния продольных плазменных волн в поперечную электромагнитную волну в системе с двумя встречными электронными пучками в плазме при специальным образом подобранных параметрах

Введение

Плазма является крайне интересной средой. Будучи квазинейтральным газом заряженных частиц, в ней, помимо присущих газам процессов, могут происходить очень сложные коллективные явления, связанные с возможностью возбуждения и нелинейного взаимодействия различных электромагнитных колебаний.

Из-за сложности описания плазмы зачастую просто невозможно построить исчерпывающею аналитическую теорию, в полной мере описывающую происходящие в ней процессы. По той же причине большую трудность представляет постановка плазменного эксперимента, в котором необходимо огромное количество диагностической аппаратуры и высокое мастерство проведения экспериментальной работы для получения адекватного описания наблюдаемых явлений.

В своих исследованиях мы совмещаем работу с аналитической теорией и численное моделирование быстротекущих процессов методом частиц-в-ячейках (1,2). В этом методе мы заменяем огромное число реальных частиц приемлемыми для вычисления значениями (десятки и сотни миллионов), а также следим за самосогласованной эволюцией электромагнитных полей на расчётной сетке. Это ресурсоёмкий алгоритм, но в нём гораздо меньше искусственных предположений, чем в более "быстрых" моделях.

Вычислительные коды мы пишем на языке CUDA C/C++. Переход от "классических" ядер центрального процессора к графическим сопроцессорам вывел наши исследования на качественно более высокий уровень, позволив проводить больше точных расчётов, причём как на суперкомпьютерах, так и на персональных компьютерах с достаточно мощными видеокартами. Для обработки результатов моделирования и в повседневной работе используем Python3, Wolfram Mathematica и Maple.

Наверх

Группа теории пучково-плазменного взаимодействия, 2018