極坐標(biāo)系下等離子體模擬的粒子推進(jìn)算法

李永東　劉純亮　王洪廣

摘要：提出了一種在極坐標(biāo)系下快速推進(jìn)帶電粒子的等離子體粒子模擬算法，該算法在每個時間步長內(nèi)對帶電粒子位置附近的區(qū)域采用局部直角坐標(biāo)系近似，并通過坐標(biāo)變換，得到粒子運動方程求解的顯式格式，從而避免了極坐標(biāo)系下隱式格式直接迭代求解所帶來的容許誤差，并提高了計算效率．?dāng)?shù)值實驗表明：顯式粒子推進(jìn)算法的計算速度比容許誤差取10-3時的隱式算法提高了約1倍．該算法可用于軸向均勻等離子體器件和高功率微波器件的2．5維粒子模擬．

關(guān)鍵詞：粒子模擬；粒子推進(jìn)；極坐標(biāo)系；局部直角坐標(biāo)系

中圖分類號：TNl01；0411．3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：0253—987X(2004)10—1065—03