Компьютерное моделирование динамики пучков заряженных частиц
Специальный курс
Вычислительные эксперименты с использованием моделей частиц. Вычислительный эксперимент. Его роль и постановка. Характерные размеры ансамбляей частиц. Физические системы. Бесстолкновительные и со столкгновениями. Модели частиц. Частица-частица. Частица-сетка. Частица-частица-частица-сетка.
Схемы интегрирования по времени. Согласованность. Точность. Устойчивость. Эффективность. Примеры схем интегрирования.
Вычисление силы в методе частица-сетка. Схемы распределения заряда по узлам и интерполяция силы. Условие гладкости. Условие сохранения импульса. Форма облака и форма функции распределения заряда. Погрешности аппроксимации. Схемы, сохраняющие энергию.
Решение уравнений поля. Выбор метода. Сеточные методы. Матричные методы. Быстрые методы решения эллиптических уравнений. Нефизические эффекты.
Алгоритмы частица-частица-частица-сетка. Расщепление силы. Сеточная сила. Короткодействующая сила. Распределение заряда и интерполяция силы. Нахождение потенциала.
Программа моделирования. Требования к программе. Подпрограммы счета и вывода результатов. Моделирование начального распределения.
Моделирование электрофизических установок.
Литература.
- Рошаль А.С. Моделирование заряженных пучков. М., 1979.
- Хокни Р., Иствуд Дж. "Численное моделирование методом частиц. М., 1987.
