Точность решения самосогласованных нелинейных задач сильноточной электроники существенно зависит от того насколько точно распределяется заряд, вносимый пучком заряженных частиц, по узлам сетки, на которой проводится дискретизация задачи. В статье предлагаются, теоретически и экспериментально обосновываются численные алгоритмы распределения объемного заряда, вносимого заряженными частицами, по узлам сеточных элементов различных форм. Рассматриваются параллелепипедальные и тетраэдральные элементы в трехмерном случае, треугольные и четырехугольные элементы в двумерном случае. Теоретически показано, что предлагаемые алгоритмы обеспечивают второй порядок точности расчета потенциала электрического поля. Приводятся результаты численных экспериментов, подтверждающие теоретическую оценку.
Представлены результаты исследования спектральных плотностей случайных процессов в слабо демпфированной системе частиц в ловушке с эффективным нарушением симметрии межчастичного взаимодействия. Такие стационарные системы могут реализовываться, например, для пылевых микрочастиц в газовых разрядах. Предложены аналитические соотношения для спектральной плотности колебаний как идентичных частиц, так и частиц разного сорта в рассматриваемых системах. Полученные соотношения проверены с помощью численного моделирования динамики частиц.
Профессор Стокгольмского Королевского технологического института Б. Ленерт — один из представителей возглавляемой известным ученым Х.
Альфвеном группы скандинавских физиков в области изучения замагниченной плазмы. Ему принадлежат фундаментальные исследования устойчивости положительного столба плазмы и диффузии заряженных частиц поперек магнитного поля.
В монографии излагаются современные математические методы описания динамики ансамблей заряженных частиц. Рассматривается проблема построения самосогласованных распределений. Особое внимание уделено стационарным самосогласованным распределениям для пучков заряженных частиц в магнитном поле.
Книга предназначена специалистам по математическому моделированию в области физики пучков. Она будет полезна студентам и аспирантам факультетов прикладной математики и процессов управления математико-механических физических и физико-технических факультетов.
Монография посвящена проблемам математического моделирования интенсивных пучков заряженных частиц. Представлены аналитические выражения кулоновского поля пучка для ряда практически важных случаев. Рассмотрены математические модели управления динамикой пучка, в том числе интегродифференциальная модель, учитывающая взаимодействие частиц. Даны примеры построения таких моделей.
Книга предназначена специалистам по математическому моделированию в области физики пучков. Она будет полезна студентам и аспирантам факультетов прикладной математики, процессов управления, математико-механических, физических и физико-технических специальностей.
Представлены результаты экспериментальных исследований кулоновских структур в вертикально ориентированной линейной электродинамической ловушке Пауля при атмосферном давлении воздуха. Получены устойчивые кулоновские структуры конусообразной формы. Обнаружено, что частицы в таких структурах совершают движение по замкнутым траекториям с малыми амплитудами с частотой переменного поля ловушки.
Проведены экспериментальные исследования и компьютерное моделирование влияния знака заряда диэлектрических микрочастиц на траектории их движения в линейной квадрупольной ловушке с импульсно-периодическим знакопеременным удерживающим напряжением прямоугольной формы с частотой 50 Гц в воздухе при атмосферном давлении. Обнаружено, что в отличие от синусоидального удерживающего напряжения, траектории частиц в поперечном сечении ловушки располагаются по диагоналям, причем частицы с зарядами разных знаков осциллируют вдоль перпендикулярных диагоналей. При изменении коэффициента заполнения положительной полярности прямоугольного импульса более 50 % меняется диагональ движения движение частиц в зависимости от знака их заряда. Эффект получен экспериментально и согласуется с расчетом.
Представлены результаты экспериментальных и расчетных исследований пленения одиночный заряженной частицы в горизонтально ориентированной линейной электродинамической ловушке Пауля при атмосферном давлении в воздухе. Получены траектории устойчивого и неустойчивого движения. Обнаружено, что эти два типа траекторий отличаются характером их развития на начальном этапе при захвате частицы ловушкой.
Представлены результаты разделения полидисперсной смеси заряженных диэлектрических микрочастиц с помощью линейной электродинамической квадрупольной ловушки в воздухе при атмосферном давлении. Экспериментально показано, что размеры удерживаемых ловушкой микрочастиц в сильной степени зависят от величины напряжения на линейных электродах.