超熱電子產(chǎn)生與輸運中兩體碰撞的計算機模擬研究.pdf

1、在激光與等離子體互作用的粒子模擬（PIC）研究中，常采用有限大小粒子模型。該模型能精確地描述等離子體的集體運動行為，但卻忽略了網(wǎng)格內(nèi)帶電粒子間的相互作用，從而會導(dǎo)致兩方面的問題：首先在超熱電子的產(chǎn)生階段，網(wǎng)格內(nèi)的帶電粒子很難在短時間內(nèi)達到平衡；其次在模擬高密度的等離子體時，網(wǎng)格內(nèi)帶電粒子間的相互作用力非常強，若不加以計算，其模擬結(jié)果和實際結(jié)果會存在一定的偏差。因此為了彌補和改善PIC方法的不足，需要在激光與等離子體互作用的模擬中加入網(wǎng)格

2、內(nèi)的庫侖碰撞過程。但由于直接模擬網(wǎng)格內(nèi)帶電粒子間的庫侖碰撞過程將會產(chǎn)生巨大的計算量，所以一般采用兩體碰撞模型來模擬庫侖碰撞過程，從而有效降低模擬負擔。
　　本論文以兩體碰撞的理論及其數(shù)值模擬方法為中心，對其相關(guān)理論進行了詳細的分析及討論，主要包括以下幾個方面的工作：
　　首先簡單介紹了慣性約束核聚變的概念以及目前慣性約束核聚變的主要實施方案，并對方案中激光與等離子體相互作用的物理過程以及模擬這些物理過程的方法進行了詳細的分析

3、及總結(jié)；
　　其次建立了兩體碰撞的物理模型，對兩體碰撞的物理過程進行了理論及數(shù)值模擬分析，給出了模擬該物理過程的流程圖。本文在傳統(tǒng)TA模型的基礎(chǔ)上提出了一種間接隨機排序的方案，該方案有效避免了粒子順序的還原，并優(yōu)化了兩體碰撞的模擬流程，提高了兩體碰撞的模擬效率。
　　最后使用C++語言在現(xiàn)有的LP ICMCC++代碼中添加了兩體碰撞模塊，并利用該改進程序模擬了超熱電子產(chǎn)生與輸運過程中兩體碰撞的物理過程，詳細地分析了激光與等離