Jena 2013 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 23: Theorie und Modellierung von Niedertemperaturplasmen II

P 23.7: Vortrag

Freitag, 1. März 2013, 11:25–11:40, HS 3

Wiedergabe von Wellenmoden in Particle in Cell Codes — •Patrick Kilian¹, Urs Ganse², Andreas Kempf¹, Cedric Schreiner¹, Stefan Siegel¹ und Felix Spanier¹ — ¹Institut für theoretische Physik und Astrophysik, Universität Würzburg, Deutschland — ²Fysiikaan Laitos, Helsingin Yliopisto, Finnland

Kinetische Simulationen mit Particle in Cell Codes erfordern neben der korrekten Wiedergabe der Teilchendynamik eine numerische Lösung der Maxwell-Gleichungen.

Aufgrund der räumlichen Diskretisierung des Simulationsraumes bietet sich eine Approximation über finite Differenzen in Zeit und Raum (FDTD) an. Geschickte Wahl des numerischen Ableitungsoperator erlaubt längere Zeitschritte und erzeugt bessere Isotropie der Wellenausbreitung und Energieerhaltung.

Zusätzlich zur Wellenausbreitung benötigt ein PiC Code die von den Teilchen erzeugten Ströme als Quellterme in den Maxwell-Gleichungen. Unterschiedliche Formfaktoren sowie Filterung der Ströme erzeugen unterschiedliche spektrale Energieverteilungen, die sich mit analytischen Lösungen der Vlasov-Gleichung vergleichen lassen.