О численном решении релятивистских уравнений Власова–Ампера

А. А. Фролов^a, Е. В. Чижонков<sup>b

a</sup> Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН
^b Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Аннотация: Для кинетической модели плазмы, базирующейся на релятивистских уравнениях Власова-Ампера, построена неявная схема типа Мак-Кормака. По сравнению с явной схемой она имеет более слабое ограничение на устойчивость, но сохраняет прежнюю вычислительную эффективность, т.е. не использует внутренние итерации. При этом погрешность полной энергии соответствует второму порядку точности алгоритма, а полный заряд (число частиц) сохраняется на сеточном уровне. В качестве моделируемого физического процесса рассматривается формирование плазменных волн, возбуждаемых коротким мощным лазерным импульсом. Для слаборелятивистской начальной функции распределения предложено масштабирование задачи, позволяющее численно анализировать параметры возмущения в широком диапазоне.

Ключевые слова: кинетическая модель плазмы, релятивистские уравнения Власова–Ампера, плазменные колебания и волны, численное моделирование, неявная схема Мак-Кормака.

Поступила в редакцию: 01.10.2024
Исправленный вариант: 01.10.2024
Принята в печать: 11.11.2024

DOI: 10.20948/mm-2025-03-11