Radiation hydrodynamics simulation considering kinetic effect of the near relativistic laser plasma interaction

考虑近相对论激光等离子体相互作用动力学效应的辐射流体动力学模拟

• 批准号: 22K03567
• 负责人: 長友 英夫
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03567/
• 关键词: レーザープラズマ; 輻射流体シミュレーション; レーザープラズマ相互作用; 放射流体シミュレーション; 近相対論レーザープラズマ相互作用; 運動論シミュレーション; 非局所電子熱伝導

レーザープラズマの輻射流体シミュレーションのための近相対論レーザープラズマ相互作用を考慮したレーザー吸収・高速電子発生の数値モデル構築のためにシミュレーションから得られたデータの収集、整理を行った。すなわち、高強度レーザーを固体ターゲットへ照射した際に形成される長尺な密度スケールをもつプラズマにおける近相対論レーザープラズマ相互作用の運動論シミュレーションについて、１次元のPICシミュレーションを用いて、レーザー強度、プラズマ密度のスケール長を変化させ、発生する電子のスペクトル、散乱光、レーザーエネルギーの吸収率等のデータ収集を行った。また、その過程で、1次元PICシミュレーションにおいてラマン散乱の発生が1次元的な構造の影響を受けやすいことが明らかになったことから、多次元的な構造の影響を調べるために２次元シミュレーションによってそれらの影響を調べることも必要と考え、その計算の準備として２次元コード整備にも着手した。以上の運動論シミュレーションから得られたデータからモデルを構築し、輻射流体シミュレーションコードに組み込むために、フォッカー・プランクコードの2次のモーメント式までを考慮した簡易フォッカー・プランクを改良し、完全陰解法手法に基づく安定なシミュレーションコードを開発、構築した。これらのシミュレーションは大阪大学サイバーメディアセンターの大型計算機で実行され、その利用負担金を経費として計上した。また、得られたデータ処理・保管のためにPCを１台購入した。日本物理学会、プラズマ・核融合学会、および日本流体力学学会等の主催する各種会議に参加し、本研究による成果の発表、関連する情報収集に努めた。そのための旅費、参加費を経費として計上した。

激光等离子体的辐射流体模拟的近层性。收集并组织了从模拟中获得的数据，以考虑激光血浆相互作用的激光吸收和高速电子产生的数值模型。也就是说，对于在血浆中对近倍率激光血浆相互作用的动力学模拟，当高密度激光被照射到固体靶标时形成长密度尺度，激光强度和等离子体密度的尺度长度使用一维图片模拟以及诸如诸如colleted Electer sprocter sprocter sprocter oferated电子，散布的电子量的数据变化。此外，在一维PIC模拟中很容易发生拉曼散射，因此我们认为有必要通过二维模拟研究多维结构的效果，我们还开始准备二维代码以准备计算。为了从上面的动力学模拟获得的数据中构建模型并将其纳入辐射流体模拟代码中，我们改进了简单的Fokker Planck，该模型将考虑到Fokker Planck代码的第二阶矩方程，并基于完全隐含的方法开发并构建了稳定的模拟代码。这些模拟是在大阪大学网络媒体中心的一台大型计算机上进行的，并将使用贡献记录为费用。此外，购买了一台PC来处理和存储获得的数据。他参加了由日本物理学会，血浆和核融合学会以及日本流体力学学会等组织的各种会议，并努力介绍这项研究的结果并收集相关信息。为此目的的旅行费用和参与费已被记录为费用。

项目成果

Improvement of Radiation Hydrodynamic Simulation code for High Energy Density Sciences

高能量密度科学辐射流体动力学模拟代码的改进

• 发表时间: 2022
• 作者: Nagatomo;H.
• 通讯作者: H.

簡易フォッカー・プランク方程式モデルを考慮した輻射流体シミュレーションコード開発(2)

考虑简单的 Fokker-Planck 方程模型的辐射流体仿真代码开发 (2)

• 发表时间: 2023
• 作者: Johzaki T.;Yoshitake K.;Endo T.;Kim W.;Fujioka S.;Nagatomo H.;Morita H.;Takizawa R.;Takemura M.;長友英夫
• 通讯作者: 長友英夫

簡易フォッカー・プランク方程式モデルを考慮した輻射流体シミュレーションコード開発

考虑简单的福克-普朗克方程模型的辐射流体仿真代码开发

• 发表时间: 2022
• 作者: Nagatomo;H.;長友英夫
• 通讯作者: 長友英夫

Dependence of resistivity gradient guiding of laser-driven relativistic electron beams on laser intensity and duration

• DOI: 10.1063/5.0101615
• 发表时间: 2022-11
• 期刊: Physics of Plasmas
• 影响因子: 2.2
• 作者: T. Johzaki;K. Yoshitake;T. Endo;W. Kim;S. Fujioka;H. Nagatomo;H. Morita;R. Takizawa;M. Takemura

Demonstration of efficient relativistic electron acceleration by surface plasmonics with sequential target processing using high repetition lasers

• DOI: 10.1103/physrevresearch.5.013062
• 发表时间: 2023-01
• 期刊: Physical Review Research
• 影响因子: 4.2
• 作者: Y. Arikawa;A. Morace;Y. Abe;N. Iwata;Y. Sentoku;A. Yogo;K. Matsuo;M. Nakai;H. Nagatomo;K. Mima;H. Nishimura;S. Fujioka;R. Kodama;S. Inoue;M. Hashida;S. Sakabe;D. De Luis;G. Gatti;M. Huault;J. A. Pérez-Hernández;L. Roso;L. Volpe