预览加载中,请您耐心等待几秒...
1/2
2/2

在线预览结束,喜欢就下载吧,查找使用更方便

如果您无法下载资料,请参考说明:

1、部分资料下载需要金币,请确保您的账户上有足够的金币

2、已购买过的文档,再次下载不重复扣费

3、资料包下载后请先用软件解压,在使用对应软件打开

激光等离子的Fokker-Planck数值模拟研究的综述报告 激光等离子是一种高能量高温的等离子体,它由强激光与物质相互作用而产生。由于其在材料加工、空气净化等领域具有广泛应用,因此对激光等离子的研究备受关注。Fokker-Planck方程是描述等离子体动力学的重要工具,因此对Fokker-Planck方程数值模拟研究也极为重要。本文将对激光等离子的Fokker-Planck数值模拟研究进行综述。 激光等离子的产生机制是物质与激光相互作用,导致物质分子被电离形成自由等离子体。然而,等离子体在高能量状态下,分子碰撞反应对电子分布的影响和减缓作用逐渐被其他过程所主导,因此单一动力学方程很难描述这种复杂的等离子体。Fokker-Planck方程可以描述等离子体中电子动量和能量的演化,这是对等离子体动力学的基本描述。Fokker-Planck方程的求解需要采用数值方法,这些方法包括有限差分法、有限元法、行为抛物(bhatnagar-gross-krook,BGK)法等。 有限差分法是一种常用的数值方法,它通过离散化等离子体中的空间和时间来求解Fokker-Planck方程。该方法具有数值稳定性高、编程简单等优点,但它也有一些不足之处,例如对空间和时间的离散化步长的选择会影响到计算结果的准确性,同时计算量较大,不适用于高维度问题。 有限元法是另一种常用的数值方法,它将求解区域分割成一个个小区域,利用数值计算的方法求解各个小区域内的场量。该方法具有适用于高维度问题、数值稳定性高等优点,但计算量也较大。 BGK法是一种耗散贡献的微观动力学方法,它既可以用于电子运动方程的求解,也可以用于等离子体的模拟。该方法的优点是计算量小、适用于高维度问题,并且能够准确地描述无序等离子体的动力学过程。但是,该方法不适用于描述具有明显结构等离子体,同时需要根据实际所求解问题进行修改和优化。 在数值模拟中,要选择合适的时间和空间步长以及合适的数值稳定性条件,同时也要解决网格剖分不合理、非线性和隐式等问题。对于热膨胀、电流流动、流体传输等物理过程,数值模拟需要采用多重网格方法等高效模拟方法。 为了更加准确地模拟激光等离子的运动规律,近年来研究者提出了一些改进,如将Fokker-Planck方程与Maxwell方程耦合,开展等离子体与介质相互作用的模拟。此外,微扰Fokker-Planck方程、非平衡等离子体动力学等方法也被广泛使用。 总之,Fokker-Planck方程是描述等离子体动力学的重要工具,对等离子体的数值模拟巨有价值。将来,我们可以通过对Fokker-Planck方程数值方法的研究和改进,进一步完善激光等离子体的模拟,拓展激光等离子体在实际应用中的范围。