Модель для исследования физических свойств системы заряженных частиц с учетом внешнего магнитного поля и силы трения

В представленной работе получена модифицированная численная схема Верле. Данная схема предназначена для решения уравнений движения заряженных частиц, погруженных во внешнюю стационарную среду и однородное магнитное поле, для примера, заряженных частиц конденсированного вещества в буферной плазме (пылевая плазма). Влияние окружающей среды на динамику частиц описывается силой трения. Также на динамику частиц влияет межчастичное взаимодействие и внешнее однородное магнитное поле. Для получения схемы Верле координаты и скорости частиц разлагаются в ряд Тейлора с учетом силы Лоренца и силы трения. Учитывались все члены разложения в ряд Тейлора, дающие одинаковый порядок точности. В полученной численной схеме временной шаг моделирования не зависит от величины магнитного поля, а определяется только внутренними физическими свойствами рассматриваемой системы, что является важным при моделировании ансамбля заряженных частиц с учетом электромагнитных полей. В работе решалась тестовая задача, для которой были сравнены траектории частиц, полученные на основе обычной и модифицированной схемы Верле для разных значений как параметра трения, так и параметра магнитного поля. На основе анализа зависимости максимального относительного отклонения координаты от временного шага показана независимость шага по времени от магнитного поля в схеме разложения Тейлора, в то время как в инверсной схеме Верле имеется такая зависимость.