Высокопроизводительное моделирование турбулентных режимов генерации высокочастотного электромагнитного излучения в системе плазма — релятивистский электронный пучок.

Цель проекта состоит в создании физико-математических и численных моделей высокого уровня для детального исследования процессов развития турбулентности и генерации электромагнитного излучения в системе замагниченная плазма — релятивистский электронный пучок при условиях, максимально приближенных к условиям лабораторных экспериментов. Данные исследования актуальны для таких физических задач, как генерация излучения в солнечных радиовсплесках, турбулентный нагрев плазмы в открытых магнитных ловушках, быстрый поджиг мишени в инерциальном термоядерном синтезе, формирование бесстолкновительных ударных волн в астрофизике. В рамках проекта на основе авторских модификаций метода частиц в ячейках будут созданы дву- и трёхмерные численные модели инжекции релятивистского электронного пучка в плазму, осуществлено полномасштабное моделирование этого процесса и исследована новая схема генерации субтерагерцового и терагерцового излучения в системе со встречными электронными пучками. Решение поставленных задач станет важным шагом на пути к детальной проработке концепции термоядерного реактора на основе открытых магнитных систем и новых источников мощного терагерцового излучения с легко перестраиваемой частотой, а созданные алгоритмы и методы могут быть использованы при создании численных моделей на основе метода частиц в ячейках.