Расчет напряженности электрических полей при моделировании интенсивных пучков заряженных частиц в сложных 2D областях

В задачах моделирования интенсивных пучков заряженных частиц, движущихся в областях со сложной конфигурацией границ, точность вычислений траекторий существенно зависит от точности расчета электрических полей. В статье представлены разработанные алгоритмы расчета напряженности электрических полей в расчетных точках траекторий на адаптивных квазиструктурированных сетках. Особое внимание уделено расчетам вблизи криволинейных границ во избежание фатальных ошибок, приводящих к оседанию пучка на стенки моделируемого прибора. Для этого предложены специальные приближающие функции, которые строятся в граничных и приграничных узлах сетки на основе метода наименьших квадратов. Рассмотрены часто встречающиеся случаи, когда на отрезках границы задаются постоянные значения потенциала или его нормальной производной, для которых разработанный подход, как показывают результаты численных экспериментов, значительно повышает точность расчетов.