PIC/MCC方法在激光—等离子体相互作用中的应用

摘要

Particle-In-Cell（PIC）数值模拟程序已经广泛应用于激光-等离子体相互作用的研究中，通过PIC数值模拟的方式解决了激光-等离子体相互作用中的一系列物理问题。但是对于超热电子在稠密等离子体中输运过程的数值模拟研究，需要考虑粒子间的碰撞效应，此时单纯的PIC程序就不能满足需求。本文提出了适用于激光-等离子体相互作用的PIC中加入库仑碰撞的模型，介绍了二维PIC程序中加入MCC小角度库仑碰撞效应的算法。由于该算法在处理碰撞问题时，不需要考虑粒子间的碰撞问题，因此相对于传统的在PIC中加入蒙特卡罗的算法要简单很多。应用碰撞PIC程序测试了电子像空间分布和激光轴线上电场Ex分布，测试结果与相关报道基本一致。