将Nanbu碰撞算法推广至非Spitzer系统及其在激光加热与损伤中的应用
等离子体物理
2017-09-13 v2
摘要
我们推广了Nanbu碰撞算法以适应任意的碰撞率，从而能够在非Spitzer系统中对短程粒子相互作用进行精确的动力学建模。借助这一扩展，我们探讨了不同碰撞模型对超强激光如何开始加热靶材的模拟的影响。碰撞对等离子体演化的影响对于处理粒子减速、能量输运和热化至关重要。广泛使用的Nanbu碰撞算法提供了一种快速且计算高效的方法，可以在动力学模拟中纳入带电粒子间的碰撞效应，而无需粒子已经处于局部热平衡。然而，它被“硬编码”为使用适用于高温、相对稀薄等离子体的Spitzer碰撞率。这一限制使得Nanbu碰撞算法无法准确描述冷靶的初始加热过程，而这是研究激光损伤或温稠密物质状态生成的关键问题。我们描述了修改Nanbu碰撞算法的方法，并展示了针对铜靶的改进精度。
引用
@article{arxiv.1607.02015,
title = {Extending the Nanbu Collision Algorithm to Non-Spitzer Systems and Application to Laser Heating and Damage},
author = {Alex M. Russell and Douglass W. Schumacher},
journal= {arXiv preprint arXiv:1607.02015},
year = {2017}
}