Simulace je dleitm nstrojem vdeckho vzkumu Numerick simulace

  • Slides: 11
Download presentation
Simulace je důležitým nástrojem vědeckého výzkumu Numerické simulace se provádějí za účelem § Porozumět

Simulace je důležitým nástrojem vědeckého výzkumu Numerické simulace se provádějí za účelem § Porozumět důsledkům základních fyzikálních zákonů § Pomoci interpretovat experimenty • mohou poskytnout informace, které je obtížné nebo nemožné měřit § Navrhovat nové experimenty a předpovědět jejich výsledky Numerická simulace není teorie Přibližné teoretické modely jsou důležité dokonce i tehdy, když analytické řešení neexistuje

Metody modelování laserového plazmatu • Hydrodynamický (fluidní) popis – hustota, rychlost, teplota (a) Profil

Metody modelování laserového plazmatu • Hydrodynamický (fluidní) popis – hustota, rychlost, teplota (a) Profil hustoty, (b) Profil teploty – v maximu vyzařování čar - 300 ps po maximu laserového pulsu o délce 400 ps. 2 D Lagrangeovská fluidní simulace v cylindrické geometrii. Laserový svazek = 0. 439 m (3 PALS) o poloměru 40 m dopadá kolmo na 5 m tlustou Al folii, energie laseru 58 J, Imax= 3 1015 W/cm 2 Časově integrované spektrum v oblasti čar vodíku-podobného Al vyzařované 50 m za původní polohou fólie rovnoběžně s fólií – měření VJS a výpočet našími kódy PALE a XEPAP

Fluidní popis - pokračování Modelování vzniku kráteru po nárazu disku urychleného laserem Experimentální uspořádání,

Fluidní popis - pokračování Modelování vzniku kráteru po nárazu disku urychleného laserem Experimentální uspořádání, výpočet kódem PALE, numerická síť, teplota [e. V] a vnitřní energie [erg/g] v čase 80 ns po nárazu 6 m tlustého Al disku o poloměru 150 m na Al terč, laser 130 J, t = 250 ps, =438 nm, rf = 150 m. Hranice mezi fázemi dle teplot, resp. energií tání a varu (rychlost rázové vlny ~10 km/s)

Částicové modelování plazmatu • Kinetická rovnice se řeší vzorkování makročásticemi (3 D + 3

Částicové modelování plazmatu • Kinetická rovnice se řeší vzorkování makročásticemi (3 D + 3 V), v základním modelu Vlasovova rovnice (bezesrážková Boltzmannova) Cyklus řešení – 1 časový krok

Interakce laseru s terči o omezené hmotě (J. Pšikal, diplomka 2006, J. Pšikal et

Interakce laseru s terči o omezené hmotě (J. Pšikal, diplomka 2006, J. Pšikal et al. , Phys. Plasmas 15 (2008), 053102) • Byl vyvinut moderní relativistický 2 D 3 V PIC kód • PIC kód použit pro modelování interakce s kapkovým terčem (kapka ve 2 D nahrazena nekonečným válcem) • Ukázka (profily |E|) při interakci laserového pulsu o amplitudě a 0 =10 a šířce svazku 4 s kapkou průměru 4 a ne =4 nc • Ionty jsou urychlovány v dvojvrstvě kolem kapky • Vpravo bilance energie

Interakce laseru s terči o omezené hmotě (J. Pšikal, diplomka 2006, J. Pšikal et

Interakce laseru s terči o omezené hmotě (J. Pšikal, diplomka 2006, J. Pšikal et al. , Phys. Plasmas 15 (2008), 053102) t = 15 t • Byl vyvinut moderní relativistický 2 D 3 V PIC kód • PIC kód použit pro modelování interakce s kapkovým terčem (kapka ve 2 D nahrazena nekonečným válcem) • Ukázka (profily |E|) při interakci laserového pulsu o amplitudě a 0 =10 a šířce svazku 4 s kapkou průměru 4 a ne =4 nc • Ionty jsou urychlovány v dvojvrstvě kolem kapky • Vpravo bilance energie

Interakce laseru s terči o omezené hmotě (J. Pšikal, diplomka 2006, J. Pšikal, J.

Interakce laseru s terči o omezené hmotě (J. Pšikal, diplomka 2006, J. Pšikal, J. Limpouch et al. , Cz. J. Phys. 56 (2006), B 515 -21) t = 25 t • Byl vyvinut moderní relativistický 2 D 3 V PIC kód • PIC kód použit pro modelování interakce s kapkovým terčem (kapka ve 2 D nahrazena nekonečným válcem) • Ukázka (profily |E|) při interakci laserového pulsu o amplitudě a 0 =10 a šířce svazku 4 s kapkou průměru 4 a ne =4 nc • Ionty jsou urychlovány v dvojvrstvě kolem kapky • Vpravo bilance energie

Interakce laseru s terči o omezené hmotě (J. Pšikal, diplomka 2006, J. Pšikal et

Interakce laseru s terči o omezené hmotě (J. Pšikal, diplomka 2006, J. Pšikal et al. , Phys. Plasmas 15 (2008), 053102) t = 30 t • Byl vyvinut moderní relativistický 2 D 3 V PIC kód • PIC kód použit pro modelování interakce s kapkovým terčem (kapka ve 2 D nahrazena nekonečným válcem) • Ukázka (profily |E|) při interakci laserového pulsu o amplitudě a 0 =10 a šířce svazku 4 s kapkou průměru 4 a ne =4 nc • Ionty jsou urychlovány v dvojvrstvě kolem kapky • Vpravo bilance energie

Interakce laseru s terči o omezené hmotě (J. Pšikal, diplomka 2006, J. Pšikal et

Interakce laseru s terči o omezené hmotě (J. Pšikal, diplomka 2006, J. Pšikal et al. , Phys. Plasmas 15 (2008), 053102) t = 35 t • Byl vyvinut moderní relativistický 2 D 3 V PIC kód • PIC kód použit pro modelování interakce s kapkovým terčem (kapka ve 2 D nahrazena nekonečným válcem) • Ukázka (profily |E|) při interakci laserového pulsu o amplitudě a 0 =10 a šířce svazku 4 s kapkou průměru 4 a ne =4 nc • Ionty jsou urychlovány v dvojvrstvě kolem kapky • Vpravo bilance energie

Interakce laseru s terči o omezené hmotě (J. Pšikal, diplomka 2006, J. Pšikal et

Interakce laseru s terči o omezené hmotě (J. Pšikal, diplomka 2006, J. Pšikal et al. , Phys. Plasmas 15 (2008), 053102) t = 45 t • Byl vyvinut moderní relativistický 2 D 3 V PIC kód • PIC kód použit pro modelování interakce s kapkovým terčem (kapka ve 2 D nahrazena nekonečným válcem) • Ukázka (profily |E|) při interakci laserového pulsu o amplitudě a 0 =10 a šířce svazku 4 s kapkou průměru 4 a ne =4 nc • Ionty jsou urychlovány v dvojvrstvě kolem kapky • Vpravo bilance energie

Interakce laseru s terči o omezené hmotě (J. Pšikal, diplomka 2006, J. Pšikal et

Interakce laseru s terči o omezené hmotě (J. Pšikal, diplomka 2006, J. Pšikal et al. , Phys. Plasmas 15 (2008), 053102) t = 60 t • Byl vyvinut moderní relativistický 2 D 3 V PIC kód • PIC kód použit pro modelování interakce s kapkovým terčem (kapka ve 2 D nahrazena nekonečným válcem) • Ukázka (profily |E|) při interakci laserového pulsu o amplitudě a 0 =10 a šířce svazku 4 s kapkou průměru 4 a ne =4 nc • Ionty jsou urychlovány v dvojvrstvě kolem kapky • Vpravo bilance energie