On the integration of equations of motion for particle-in-cell codes

0049930 - ÚFP 2007 RIV US eng J - Článek v odborném periodiku
Fuchs, Vladimír - Gunn, J. P.
On the integration of equations of motion for particle-in-cell codes.
[O integraci pohybových rovnic pro částicové simulační kódy.]
Journal of Computational Physics. Roč. 214, - (2006), s. 299-315. ISSN 0021-9991. E-ISSN 1090-2716
Grant CEP: GA ČR GA202/04/0360
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z20430508
Klíčová slova: Equations of motion * 2nd order integration methods * nonlinear oscillations
Kód oboru RIV: BM - Fyzika pevných látek a magnetismus
Impakt faktor: 2.328, rok: 2006

The collisionless theory of Mach probes assuming isothermal, Maxwellian electrons, is extended to include an isotropic, two-temperature electron distribution function. The kinetic equations for ion and electron motion in the probe wake are solved using a quasineutral particle-in-cell method, which compares qualitatively well with the results of a simple fluid model. We find that the measured Mach number decreases slightly with increasing hot electron concentration, but the main effect is on the measured electron temperature. Due to the fact that the probe is sensitive to even a tiny population of hot electrons, the resulting ion sound speed can be overestimated by up to a factor of two, leading to measurements of absolute flow speed that are too large.

Teorie Machových sond bez srážek mezi částicemi je rozšířena na případ isotropních elektronů s dvěma Maxwellovskými distribucemi o různých teplotách. Kinetické rovnice pro elektrony a iony jsou řešeny kvasi-neutrálním částicovým kódem, jehož výsledky jsou srovnatelné se známými výsledky fluidní teorie a numerických výpočtů. Hlavním výsledkem je pozorovaná vysoká citlivost sondy na přítomnost supra-termálních elektronů.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0140202