Model rozšířené magnetohydrodynamiky v kódu FLASH - testování a aplikace

Abstract

V této práci jsou provedeny simulace laserového plazmatu pomocí rozšířeného magnetohydrodynamického modelu (ExMHD). K numerickým simulacím interakcí mezi laserového záření s terčem ve vnějším magnetickém poli je použit kód FLASH. Je posouzen vliv a fyzikální význam jednotlivých procesů zahrnutých v modelu ExMHD. Modely transportu magnetizovaného plazmatu jsou důkladně prostudovány simulacemi jednotlivých jevů. Je představeno numerické schéma, založené na metodě konečných prvků, pro Nernstův efekt a je zkoumána vazba mezi termoelektrickými členy. Do ExMHD modelu je přidán proud horkých elektronů, který vede k vybuzení magnetického pole na čele plazmatické koróny. Toto pole je porovnáno se spontánním magnetickým polem vyvolaným Biermannovým efektem.

In this thesis, various simulations of laser-produced plasma are performed using the extended magnetohydrodynamic (ExMHD) model. The FLASH code is utilized to perform numerical simulations of laser-target interactions in an external magnetic field. The impact and physical meaning of individual effects included in the ExMHD is assessed. The magnetized plasma transport models are studied thoroughly in simulations focusing on single phenomena. A finite element numerical scheme for the Nernst effect is presented and coupling between the thermoelectric contributions is examined. Hot electron current is added into the ExMHD model, which leads to the generation of an angular magnetic field at the plasma corona front. This field is compared to the cross-gradient magnetic field induced by the Biermann effect.