Simulation von Strahldynamik und elektromagnetischen Feldern in Teilchenbeschleunigern

Simulation geladener Teilchen: Typen von Teilchensimulationen, Beziehung zur Vlasov-Gleichung – Lösung der Bewegungsgleichungen: die Boris-Methode, numerische Stabilität, symplektische Integratoren – Elektrostatisches PIC: Greensche Funktionen, FFT- und FD-Methoden auf Rechengittern, Ladungsdeposition, Feldinterpolation, Shape-Funktionen hoher Ordnung – Simulation von DC-Elektronenkanonen: raumladungslimitierte Emission – Simulation relativistischer Teilchenstrahlen im Lorenz-Referenzsystem – Transport-Matrix basierte Verfahren – Elektromagnetisches PIC: die FDTD-Methode, Stromdeposition, Boris-Schema, dispersionsoptimierte Verfahren – Wakefelder und Impedanzen: ultra-relativistischen Strahlen – Plasma-Wakefield-Beschleunigung – Hochleistungsrechnen