Erlangen 2018 – wissenschaftliches Programm

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P: Fachverband Plasmaphysik

P 19: Codes and Modelling - Poster

P 19.6: Poster

Mittwoch, 7. März 2018, 16:15–18:15, Zelt Ost

PIC-Molekulardynamik-Hybrid-Code für Mikroplasmen — •Viktoria Pauw, Hartmut Ruhl und Christian Herzing — LMU München, Deutschland

Die Simulation von Plasmen ist aufgrund der komplexen elektromagnetischen Wechselwirkung und der hohen Anzahl der Teilchen eine anspruchsvolle Aufgabe. Der von uns entwickelte Plasma-Simulation-Code (PSC) kann sowohl auf Particle-In-Cell-Basis (PIC) betrieben werden, als auch molekulardynamisch, wobei die direkte Teilchen-Teilchen-Interaktion relativistisch durch Berechnung retardierter Lienard-Wiechart-Felder modelliert wird. Die Particle-In-Cell-Methode versagt für stark korellierte Systeme, da nur kollektive Plasmabewegungen dargestellt werden können. Die volle Molekulardynamik ist jedoch für Systeme mit mehr als einigen Tausend Teilchen aufgrund des quadratischen Scalings zu kostenintensiv. Wir arbeiten daher zur Zeit an einem Verfahren für eine hybride Modellierug von Plasmen. Die Unterschiede der Ansätze, die korrekte Darstellung physikalischer Prozesse und der Rechenaufwand, sowie die Möglichkeiten und das Scaling des hybriden Ansatzes werden von uns untersucht und sollen in einem Poster vorgestellt werden. Als Test-Case verwenden wir u.A. expandierende Mikroplasmen im Vakuum, mit und ohne Interaktion mit externen Laserpulsen. Anschluss an das Experiment bietet eine Kooperation zum Thema laser-getriebenen Mikroplasmen mit der Gruppe um Jörg Schreiber (LMU, Lehrstuhl für Medizin-Physik), deren Experimente bereits erfolgreich mit unserem Code modelliert wurden.