О погрешностях в PIC-методе при моделировании ленгмюровских колебаний

Построена тестовая задача, моделирующая нелинейные ленгмюровские колебания, возбуждаемые коротким мощным лазерным импульсом. Задача имеет аналитическое решение в лагранжевых координатах, которое может быть трансформировано в эйлеровы координаты, правда в специфической неявной форме. Для различных вариантов метода частиц в ячейке (particle-in-cell, PIC-метод), получены аналитические оценки погрешности, возникающей при сборке заряда от макрочастиц в центры ячеек. Кроме того, проведены численные эксперименты, иллюстрирующие качество этих оценок на модельной задаче. Дополнительно предложен новый разностный метод для модельной задачи и проведено сравнение его точности с этапом сборки заряда из PIC-метода.