Particle-PLUS ソフトウェア詳細 - プラズマモジュール

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プラズマモジュールでは、粒子法のひとつであるPIC法(Particle In Cell method)を採用し、 シミュレーション粒子の挙動を直接計算します[1,2]。 また、気相反応はモンテカルロ衝突法(Monte Carlo Collisions method; MCC法)で計算します。 このため、電磁場中での粒子が運動することで実際のプラズマの挙動に近い現象を再現することができ、 通常の流体・連続体近似では困難な非平衡プラズマのシミュレーションが可能となります。

[1] C.K. Birdsall and A.B. Langdon, "Plasma Physics via Computer Simulation" (McGraw-Hill,1985).

[2] K. Nanbu, IEEE Trans. Plasma Sci. 28,971 (2000).

PIC-MCC法PIC-MCC method

基本方程式Equations

運動方程式

\[ m\frac{\mathrm{d}\vec{v}}{\mathrm{d}t}=m\vec{g}+q\left(\vec{E}+\vec{v}\times\vec{B}\right) \] \[ \frac{\mathrm{d}\vec{x}}{\mathrm{d}t}=\vec{v} \]

ポアソン方程式

\[ \Delta\phi=-\frac{\rho}{\varepsilon} \]

ガウスの法則

\[ \vec{E}=-\vec{\nabla}{\phi} \]