Двухэтапные лангражево-эйлеровы алгоритмы расчета динамики плазмы при интенсивных энергетических воздействиях
Диссертация
Основой исследований течений плотной плазмы являются расчетно-теоретические модели газовой динамики (ГД) и магнитной газовой динамики (МГД). В рамках ГД и МГД приближений плазма представляется континуальной моделью квазинейтральной системы, состоящей из ионов, электронов и, вообще говоря, нейтральных частиц, находящейся в состоянии локального термодинамического равновесия. Характерные масштабы… Читать ещё >
Список литературы
- А.А. Самарский. Теория разностных схем. М., Наука, 1989.
- А.А. Самарский, Ю. П. Попов. Разностные методы решения задач газовой динамики. М., Наука, 1992.
- Кода D.J., Korsmeyer D.J., and Schreiner J.A. DARWIN Information System of NASA An Introduction. Proc. 19th AIAA Advanced Mesurement and Ground Testing Technology Conference, June 19 020, New-Orlean, USA. AIAA-96−2249−1996. 29 p.
- Steve Bruson, Michael Gerald-Yamasaki. RNR Technical report RNR-92−010. USA, 1992. 67 p.
- В.Б.Баранов, К. В. Краснобаев. Гидродинамическая теория космической плазмы. М., Наука, 1977.
- Linhart J.G. theory of fusion reactors in an inconfined plasma. Nuovo Cimento, 1960, vol.17, N.6, pp.850−863.
- Turchi P.J., Baker W.L. Generation of high-energy plasmas by electromagnetic implosion. Journ. Appl. Phys., 1973, vol.44, N11, pp.4936−4945.
- R.B.Spielman et al. PBFA Z: a 20 MA Z-pinch driver for plasma radiation sources. In: Proc. BEAMS'96. Prague, Czech Republic, 1996, vol. 0−4-3, p. 150.
- T.W.L. Sanford et al. X-ray power increase from symmetrized wire-array Z-pinch implosions. In: Proc. BEAMS'96. Prague, Czech Republic, 1996, vol. 0−4-2, p. 146.
- Айвазов И.К., Вихарев В. Д., Волков Г. С., Захаров С. В., Смирнов В. П. и др. Физика плазмы. 1988, 14, 197.
- Spielman R.B. et al. Phys. Plasmas, 5, 2105 (1998).
- Matzen M.K. Phys. Plasmas, 4,1519 (1997).
- С.Ю.Гуськов, В. Б. Розанов, Н. В. Змитренко. ЖЭТФ, т. 108, вып.2(8), 548 (1995).
- J.Nuckols. Physics Today, vol. 9, 25 (1982).118
- А.В. Бессараб, В. А. Гайдаш, Г. В. Долголёва и др. ЖЭТФ, т. 102, вып. 6(12), 1800(1992).
- N.G.Basov, S.Yu.Gus'kov, L.P.Feoktistov. J. Soviet Laser Research, vol. 13, N 5, 396 (1992).
- M.D.Perry and G. Mourou, Science, 1994, vol.264, p.917.
- A.Jolas. Book of Abstracts, 25-th CLIM Conf. (4−8 May, 1998, Formia, Italy), Fr/02/0/0.
- Куликовский A.Г., Любимов Г. А. Магнитная гидродинамика. M.: Физматгиз, 1962.
- Р.П.Федоренко Введение в вычислительную физику. М., Изд-во Моск. физ.-техн. ин-та, 1994.
- Дюдерштадт Дж., Мозес Г. Инерциальный термоядерный синтез: пер с англ./М.: Энергоатомиздат, 1984.
- В.А.Гасилов, А. Ю. Круковский, Т. П. Новикова, А. А. Оточин. Оценки сходимости некоторых итерационных алгоритмов численного решения задач двумерной магнитной гидродинамики. Препринт № 6, ИММ РАН, 1995, 20 с.
- Роберте К., Поттер Д. Магнитогидродинамические методы. В сб.: Вычислительные методы в физике плазмы. Под ред. Б. Олдера, С. Фернбаха, М.Ротенберга. — М., Мир, 1974.
- Брекбилл Дж. Численная магнитная гидродинамика для плазмы с большим «бета». В сб.: Вычислительные методы в физике плазмы. Управляемый термоядерный синтез. Под ред. Б. Олдера, С. Фернбаха, М.Ротенберга. M., — М., Мир, 1980.
- Lindemuth I., Killeen. J. Alternation -Direction Implicit Techniques for Two-Dimensional Magnetohydrodynamics Calculations. J.Comp.Phys., 1973, v.13, p.181−208.
- Бахрах С.M., Губков E.B., Применение метода расщепления к расчету двумерных магнитогидродинамических течений. Магнитная гидродинамика, 1975, N2, с. 9−15.
- Гасилов В.А., Коршия Т. К., Любимов Б. Я., Тишкин В. Ф., Фаворский А. П. О применении метода параллельных хорд для решения неявных разностных уравнений магнитной гидродинамики. -ЖВМ и МФ, 1983, т.23, N4, с. 1180−1191.
- Hu Y. Q., Wu S.T. A full-implicit continuous Eulerian (FICE) scheme for multidimensional transient magnetohydreodynamics (MHD) flows. J.Comp.Phys., 1984, v.55, p.33−64.
- Audemir A.J., Barnes D.C. An implicit algorithm for compressible three-dimensional magnetohydrodynamics calculation.- J.Comp.Phys., 1985, v.59, p.108−119.
- Garsia L., Hicks H.R., Carreras B.A. Charlton L.A., Holmes J.A. 3D nonlinear MHD-calculations using implicit and explicit time-integration schemes. -J.Comp.Phys., 1986, v.65, p.253−272.
- Колдоба A.B., Кузнецов O.A., Повещенко Ю. А., Попов Ю. П. К расчету самогравитирующих и магнитогидродинамических процессов в смешанных эйлерово-лагранжевых переменных. Препринт N 29. М., ИПМ им. М. В. Келдыша РАН, 1986.
- Арделян Н.В., Космачевский К. В., Черниговский С. В. Вопросы построения и исследования полностью консервативных разностных схем магнитной газовой динамики. М., Изд-во МГУ, 1987.
- Ни Y. Q. A multistep implicit scheme for time-dependent two-dimensional magnetohydrodynamic calculations.-J.Comp.Phys., 1989, v.84, p.441−460.
- Harned D.S., Mikic Z. Accurate Semi-implicit Treatment of the Hall Effect in Magnetohydrodynamic calculation.- J.Comp.Phys., 1989, v.83, N 1, p.1−15.
- Гасилов B.A. Об одном подходе к решению систем неявных разностных уравнений магнитной гидродинамики. Дифференц. уравнения, 1989, т.25, N 7, С.1193- 1200.
- Радиационная плазмодинамика/Материалы 1-го Всесоюзного симпозиума по радиационной плазмодинамике. Том 1. М., Энергоатомиздат, 1991.
- F. Kazeminezhad, J.N. Leboeuf, F. Brunei and J.M. Dawson. A discrete model for MHD incorporating the Hall term. Journ. Сотр. Phys., 1993, v. 104, pp. 398−417.
- Головизнин B.M., Сабитова А., Самарская E.A. О классе локально-баротропных разностных схем МГД в смешанных эйлерово-лагранжевых переменных. Дифференц. уравнения, 1985, т.21, N 7, с. 1144−1155.
- А.Ю. Круковский, А. А. Оточин, Т. П. Новикова. Оценки сходимости некоторых алгоритмов решения систем полностью консервативных разностныхуравнений одномерной магнитной гидродинамики. Препринт № 39. ВЦММ АН СССР, 1992, 15 с.
- Марчук Г. И. Методы расщепления. М., Наука, 1988.
- Яненко Н.Н., Фролов В. Д., Неуважаев В. В. О применении метода расщеплен численного расчета движений теплопроводного газа в криволинейных координатах. И АН СССР, 1967, N8, вып.2, с. 74−82.
- Ковеня В.М., Яненко Н. Н. Метод расщепления в задачах газовой динамики. Новосибирск, Наука, 1981.
- Beam R., Warming R.F. An implicit Finite-Difference Algorithm for Hyperbolic Systems in Comservation-Law Form. -Journ. Comput. Phys., 1976, vol.22, p.87−110.
- Головизнин B.M., Самарская E.A. Локально-баротропные разностные схемы газовой динамики. Дифференц. уравнения, 1981, т. 17, N 7, с. 1228−1239.
- Головизнин В.М., Самарский А. А., Фаворский А. П. Вариационный подход к построению конечно-разностных моделей гидродинамики. ДАН СССР, 1977, т. 235, N6, с. 1285−1288.
- Головизнин В.М., Коршия Т. К., Самарский А. А., Фаворский А. П. Двумерные вариационно-разностные схемы магнитной гидродинамики стремя компонентами скорости и магнитного поля. Препринт ИПМ АН СССР № 41, 1978.
- Гасилов В.А., Тишкин В. Ф., Фаворский А. П., Шашков М. Ю. Использование метода параллельных хорд для решения разностных уравнений гидродинамики. -Журнал вычисл. матем. и матем.физ., 1981, т.21, N3, с. 911−925.
- Арделян Н.В. Об использовании итерационных методов при реализации неявных разностных схем двумерной магнитной гидродинамики. Журнал вычисл. матем. и матем.физ., 1983, т.23, N6, с. 1417−1426.
- William. D. Schulz. Two-dimensional lagrangian hydrodynamic difference equations. In: Methods in computational physics. Vol.3. Fundamental methods in hydrodynamics. New York, Academic press, 1964, pp. 1−47.
- R.M.Frank and R.B.Lazarus. Mixed eulerian-lagrangian method.1.: Methods in computational physics. Vol.3. Fundamental methods in hydrodynamics. New York, Academic press, 1964, pp. 47−68.
- W.F.Noh. CEL: A time-dependent, two-space-dimensional, coupled eulerian-lagrange code. In: Methods in computational physics. Vol.3. Fundamental methods in hydrodynamics. New York, Academic press, 1964, pp. 117−180.
- Hirt C.W., Amsden A.A., Cook J.L. An Arbitrary Lagrangian-Eulerian Computing Method for All Flow Speed. Journ. Comput. Phys., 1974, vol.14, pp.227−253.,
- Majukin V.I., Samarskii A.A. Mathematical modelling in the technology of laser treatment of materials. Surveus on mathematics for industry. 1994, vol.4, N.1, pp.85−149.
- Роуч. П. Вычислительная гидродинамика М., Мир, 1980
- Белоцерковский О.М. Численное моделирование в механике сплошных сред. М., Наука, 1984.
- Белоцерковский О.М., Давыдов Ю. М. Метод крупных частиц в газовой динамике. М., Наука, 1982.
- Федоренко Р.П. Применение разностных схем высокого порядка точности для гиперболических уравнений. -ЖВМиМФ, 1962, т.2, .N6, с.938−944.
- Гольдин В.Я., Калиткин Н. Н., Шишова Т. В. Нелинейные разностные схемы для гиперболических уравнений. ЖВМиМФ, 1965, т.5, .N5, с.938−944.
- Boris J.P., Book D.L. Flux-corrected transport I: SHASTA a fluid transport algorithm that works. — Journ.Comput. Phys., 1973, vol.11, pp. 702−721.
- Zalesak S.T. Fully multidimensional flux-corrected transport algorithm for fluids. Journ.Comput. Phys., 1979, vol.31, pp.335−362.
- Магомедов K.M., Холодов A.C. Сеточно-характеристические численные методы. М., Наука, 1988.
- McCormack R.W. The effect of viscosity in hypervelocity impact cratering. AIAA Pap., 1969, N 354.
- Warming R., Kutler P., Lomax H. Secong and third order noncentered schemes for nonlinear hyperbolic eqoations. AIAA J., 1973, vol.11, N2, pp. 189−196.
- Мухин С.И., Попов С. Б., Попов Ю. П. О разностных схемах с искусственной дисперсией. Журн. вычисл. матем. и матем. физ., 1983, Т.23, N 6, с.1355−1369.
- Harten A. High resolution schemes for hyperbolic conservation laws. Journ.Comput. Phys., 1979, vol.31, pp.335−362.
- Chakravarthy S.R., Osher S. A new class of high accuracy TVD schemes for hyperbolic conservation laws. AIAA Pap., 1985, N 0363.
- Harten A., Engquist В., Osher S., Chakravarthy S.R. Uniformly high order accurate essentially non-oscillatory schemes. Journ. Appl. Numer. math., 1986, vol.2, pp.347−367.
- Вязников К.В., Тишкин В. Ф., Фаворский А. П. Построение монотонных разностных схем для систем уравнений гиперболического типа. Математическое моделирование, 1989, т. 1, N 5, с. 15−27.
- Shu С. TVD uniformly high order schemes for conservation laws. Math. Сотр., 1987, vol.49, N 179, pp.105−121.
- Shu C.W., Osher S. Efficient implementation of essentially non-oscillatory Shock-Capturing Schemes.- Journ.Comput. Phys., 1988, vol. 77, N 2, pp.439−471.
- Van-Leer B. Towards the ultimate conservative difference schemes. A second order sequel to Godunov’s method. Journ.Comput. Phys., 1979, vol. 32, N 1, pp. 101−136.
- Roe P.L. Approximate Riemann solwers, parameter vectors and difference schemes. Journ.Comput. Phys., 1981, vol.43, N 2, pp.357−372.
- Woodward P., Colella P. The numerical simulation of two-dimensional flow with strong shocks. Journ.Comput. Phys., 1984, vol.54, N 2, pp. 115−173.
- Brio M. and Wu C.C. Journ. Comput.Phys., 1988, v.75, p. 500.
- Zachary A.L. and Colella P. Journ. Comput.Phys., 1992, v.99, p. 341.
- Ryu D., Jones T.W. Numerical magnetohydrodynamics in astrophysics: algorithm and tests for one-dimensional flow. The Astrophysical Journal, 1995, March 20, N442, pp. 228−258.
- Гасилов B.A., Болдарев A.C., Ольховская О. Г., Панин В. М. Применение разностной схемы с ограничителями антидиффузии к уравнениям газовой динамики и магнитной газовой динамики. Препринт N 8. М., Изд-во ИПМ им. М. В. Келдыша РАН, 1993.
- Годунов С.К., Забродин А. В., Иванов М. Я., Крайко А. Н., Прокопов Г. П. Численное решение многомерных задач газовой динамики. М., Наука, 1976.
- Годунов С.К., Прокопов Г. П. Об использовании подвижных сеток в газодинамических расчетах. Журн. вычисл. матем. и матем. физ., 1972, Т. 12, N 2, с.429−440.
- Головизнин В.М., Коршия Т. К., Самарский А. А., Тишкин В. Ф., Фаворский А. П. Вариационные схемы магнитной гидродинамики в произвольной системе координат. Журн. вычисл. матем. и матем. физ., 1981, Т.21, N 1, с.54−68.123
- Головизнин В.М., Самарский A.A., Фаворский А. П. Вариационный принцип получения уравнений магнитной гидродинамики в смешанных эйлерово-лагранжевых переменных. Журн. вычисл. матем. и матем. физ., 1981, Т.21, N 2, с.409−422.
- Гасилов В.А., Головизнин В. М. Сороковикова О.С. Вариационный подход к построению дискретных математических моделей газовой динамики в смешанных эйлерово-лагранжевых переменных. Препринт N 35. М., ИПМатем АН СССР, 1983.
- Головизнин В.М., Рязанов М. А., Сороковикова О. С. Об одном классе полностью консервативных разностных схем МГД в смешанных эйлерово-лагранжевых переменных. Журн. вычисл. матем. и матем. физ., 1984, Т.24, N 4, с.520−533.
- Данаев Н.Т., Лисейкин В. Д., Яненко H.H. О методе подвижных координат в газовой динамике. Проблемы математической физики и вычислительной математики. М.: Наука, 1977, с. 107−115.
- Гриднева В.А., Меркулова H.H. О построении подвижных разностных сеток. Числ. мет. мех. сплош. сред. Новосибирск: ИТПМ СО АН СССР, 1983, Т. 14, N 14, с.34−44
- Гильманов А. Н. Сахабутдинов Ж.М. Произвольный лагранжево-эйлеров метод в нелинейных задачах аэрогидроупругости. Числ. мет. мех. сплош. сред. Новосибирск: ИТПМ СО АН СССР, 1981, Т.12, N 6.
- Pracht W.E. Calculating three-dimensional fluid flows at all speeds with an eulerian-lagrangian computing mesh. Journ.Comput. Phys., 1975, vol.17, N 2, pp.132 159.
- Pracht W.E., Brackbill J.U. An implicit, almost-lagrangian algorithm for magnetohydrodynamics. Journ.Comput. Phys., 1973, vol.13, N 4, pp. 455−482.
- В.А.Гасилов, А. Ю. Круковский, Ап.А.Оточин, Ан.А. Оточин. Полностью консервативная разностная схема в смешанных эйлерово-лагранжевых переменных для расчета аксиально-симметричных МГД-течений. Препринт № 5, им. М. В. Келдыша АН СССР, 1991, 27 с.
- Рязанов М.А., Крылов С. Ф., Тишкин В. Ф., Вязников К. В. Разностные схемы для двумерных задач магнитной гидродинамики с полоидальным полем. Математическое моделирование, 1992, т.4, N10, с. 47−61.
- Гасилов В.А., Гуськов С. Ю., Круковский А. Ю., Новикова Т. П. Двухэтапная разностная схема для численного решения задач магнитной газовой динамики. Препринт N51. М., Физич. Инст. им. П. Н. Лебедева РАН, 1998. 27 с.
- Мажукин В.И., Самарский А. А., Кастельянос О., Шапранов А. В. Метод динамической адаптации для нестационарных задач с большими градиентами. Математическое моделирование, 1993, т.5, N 4, с.32−56.
- Oleg V. Diyankov, Igor V. Glazyrin, Serge V. Koshelev. MAG two-dimensional resistive MHD code using an arbitrary moving coordinate system. Computer Physics Communications, 1997, 106, pp.76−94.
- Zoubov A.D., Adamkevich G.A., Glazyrin I.W., Kondret’ev A.A. Two-Dimensional Numerical Simulation of an Imploding Double Gas-Puff Plasma. 3-rd Int.Conf. on Dence Z-Pinches, London, UK, 1993, pp. 190−191.
- XXVI Звенигородская конференция по физике плазмы и УТС. Тезисы докладов. М., Изд-е Науч. Сов. РАН по проблеме «Физика плазмы» и ИОФ РАН, 1999.
- А.А. Самарский, А. В. Гулин. Численные методы. М., Наука, 1989.
- V.V.Dragalov, A.F.Nikiforov, V.G.Novikov, V.B.Uvarov. Sov.Journ. Plasma Physics, 1990, vol. 16, p.44.
- D.E.Post. PPPL, 1352, July, 1977.
- С.И.Брагинский. Явления переноса в плазме. В книге: Вопросы теории плазмы. Вып.1, М., Атомиздат, с. 183−272, 1963.
- Захаров С.В., Смирнов В. П., Гасилов В. А. и др. Соударение токонесущих цилиндрических лайнеров. Препринт ИАЭ-4587/6,1988.125
- Бушман А.В., Ломоносов И. В., Фортов В. Е. Модели широкодиапазонных уравнений состояния вещества при высоких плотностях энергий. Препринт ИВТ АН СССР, N6−287, М., 1990.
- Springer Р.Т., Wong K.L., Iglesias С.А., Hammer J.H., Porter J.L., Toor A., Goldstain W.H., Wilson B.G., Rogers F.J., Deeney C., Dearborn D.S., Bruns C., Emig J., Stewart R.E. J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer, 58, 927 (1997)).
- Вихарев В.Д., Захаров С. В., Смирнов В. П. и др. Генерация мощных потоков мягкого рент геновского излучения на установке Ангара-5−1. ЖЭТФ, 1991, 99,1133
- Григорьев С.Ф., Захаров С. В. Письма в ЖТФ, 1987, т.136 с. 616.
- Benattar R., Zakharov S.V., Nikiforov A.F., NovikovV.G., GasilovV.A., Krukovskii A.Yu., Zakharov V.S. Influence of magnetohydrodynamic Rayleigh-Taylor instability on radiation of imploded heavy ion plasmas. Physics of Plasmas. 6, 175 (1999).
- А.В.Браницкий, В. Д. Вихарев, С. В. Захаров и др. Изучение начальной стадии сжатия лайнера на установке Ангара-5−1. Физика плазмы, т.17, вып.5, с.531−541 (1991).
- Гасилов В.А., Захаров С. В., Панин В. М. Влияние азимутальных неустойчивостей на динамику ускорения излучающих лайнеров. Препринт ИАЭ-5464/6, Москва, 1992.
- Б.Б. Кадомцев. Вопросы теории плазмы. Сб. статей под ред. М. А. Леонтовича. Москва,. Атомиздат. 1962, вып. 2,103.
- G. Cooperstein, P.F. Ottinger. Guest Editorial. IEEE Trans. Plasma Sci. 6 291 987)
- J.D. Huba, J.M. Grossman, P.F. Ottinger. Phys. Plasmas. 1, 3444 (1994).
- R.J. Commisso, P.J.Goodrich, J.M. Grossman, D.D. Hinshelwood, P.F. Ottinger, B.V. Weber. Phys. Fluids. B4, 2368 (1992).
- Гасилов В.А., Захаров С. В., Круковский А. Ю., Новикова Т. П. Оценки сходимости метода комбинированных итераций врасчетах двумерных МГД-течений на основе лагранжевых разностных схем. Препринт N 29. М.: Физический ин-т им. П. Н. Лебедева РАН, 1999.
- Гасилов В.А., Захаров C.B., Круковский А. Ю., Новикова Т. П., Оточин Ал.А., Оточин Ан.А., Скороваров К. В. Комплекс программ для расчета одномерных плоских и цилиндрических МГД-течений. Препринт № 163. М., ИПМ им. М. В. Келдыша АН СССР, 1990.
- Гасилов В.А., Круковский А. Ю., Новикова Т. П., Оточин A.A. Численные методы решения одномерных уравнений магнитной гидродинамики в комплексе программ РАЗРЯД. Препринт № 38. М., ВЦММ РАН, 1992.
- Гасилов В.А., Круковский А. Ю., Новикова Т. П., Оточин A.A. Оценки сходимости итерационного алгоритма с локальным расщеплением по физическим процессам для двумерных лагранжевых схем МГД. Препринт № 40. М., ВЦММ РАН, 1992.
- Гасилов В.А., Круковский А. Ю., Новикова Т. П., Оточин A.A. Об алгоритмах решения двумерных уравнений магнитной гидродинамики в комплексе программ РАЗРЯД. Препринт № 36. M., ИММ РАН, 1993.
- Гасилов В.А., Гуськов С. Ю., Захаров C.B., Круковский А. Ю., Новикова Т. П., Оточин A.A., Розанов В. Б. Математическое моделирование динамики замагниченной плазмы при внутренней абляции в цилиндрической полости. Препринт № 11. М&bdquo- ИММ РАН, 1995.
- Круковский А.Ю., Новикова Т. П., Скороваров К. В. Численный анализ различных алгоритмов для расчета поля излучения в задачах радиационной газодинамики. Препринт № 22. М., ИММ РАН, 1995.
- Б.Н. Четверушкин. Математическое моделирование задач динамики излучающего газа, М., Наука, 1985.