超熱電子產(chǎn)生與輸運(yùn)中兩體碰撞的計(jì)算機(jī)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(yùn)動(dòng)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(huì)導(dǎo)致兩方面的問(wèn)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(shí)間內(nèi)達(dá)到平衡；其次在模擬高密度的等離子體時(shí)，網(wǎng)格內(nèi)帶電粒子間的相互作用力非常強(qiáng)，若不加以計(jì)算，其模擬結(jié)果和實(shí)際結(jié)果會(huì)存在一定的偏差。因此為了彌補(bǔ)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(kù)侖碰撞過(guò)程。但由于直接模擬網(wǎng)格內(nèi)帶電粒子間的庫(kù)侖碰撞過(guò)程將會(huì)產(chǎn)生巨大的計(jì)算量，所以一般采用兩體碰撞模型來(lái)模擬庫(kù)侖碰撞過(guò)程，從而有效降低模擬負(fù)擔(dān)。
　　本論文以?xún)审w碰撞的理論及其數(shù)值模擬方法為中心，對(duì)其相關(guān)理論進(jìn)行了詳細(xì)的分析及討論，主要包括以下幾個(gè)方面的工作：
　　首先簡(jiǎn)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(shí)施方案，并對(duì)方案中激光與等離子體相互作用的物理過(guò)程以及模擬這些物理過(guò)程的方法進(jìn)行了詳細(xì)的分析

3、及總結(jié)；
　　其次建立了兩體碰撞的物理模型，對(duì)兩體碰撞的物理過(guò)程進(jìn)行了理論及數(shù)值模擬分析，給出了模擬該物理過(guò)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(jī)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(yǔ)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(jìn)程序模擬了超熱電子產(chǎn)生與輸運(yùn)過(guò)程中兩體碰撞的物理過(guò)程，詳細(xì)地分析了激光與等離