RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Математическое моделирование // Архив

Матем. моделирование, 2019, том 31, номер 11, страницы 132–144 (Mi mm4134)

Модель для исследования физических свойств системы заряженных частиц с учетом внешнего магнитного поля и силы трения

К. Н. Джумагулова, Т. С. Рамазанов, Р. У. Машеева, М. Н. Джумагулов

НИИЭТФ, Казахский национальный университет имени аль-Фараби

Аннотация: В представленной работе получена модифицированная численная схема Верле. Данная схема предназначена для решения уравнений движения заряженных частиц, погруженных во внешнюю стационарную среду и однородное магнитное поле, для примера, заряженных частиц конденсированного вещества в буферной плазме (пылевая плазма). Влияние окружающей среды на динамику частиц описывается силой трения. Также на динамику частиц влияет межчастичное взаимодействие и внешнее однородное магнитное поле. Для получения схемы Верле координаты и скорости частиц разлагаются в ряд Тейлора с учетом силы Лоренца и силы трения. Учитывались все члены разложения в ряд Тейлора, дающие одинаковый порядок точности. В полученной численной схеме временной шаг моделирования не зависит от величины магнитного поля, а определяется только внутренними физическими свойствами рассматриваемой системы, что является важным при моделировании ансамбля заряженных частиц с учетом электромагнитных полей. В работе решалась тестовая задача, для которой были сравнены траектории частиц, полученные на основе обычной и модифицированной схемы Верле для разных значений как параметра трения, так и параметра магнитного поля. На основе анализа зависимости максимального относительного отклонения координаты от временного шага показана независимость шага по времени от магнитного поля в схеме разложения Тейлора, в то время как в инверсной схеме Верле имеется такая зависимость.

Ключевые слова: метод молекулярной динамики, алгоритм Верле, внешнее однородное магнитное поле, пылевая плазма.

Поступила в редакцию: 20.05.2019
Исправленный вариант: 20.05.2019
Принята в печать: 01.07.2019

DOI: 10.1134/S0234087919110108


 Англоязычная версия: Mathematical Models and Computer Simulations, 2020, 12:4, 528–535

Реферативные базы данных:


© МИАН, 2024