We describe how a new framework for coupling a full-particle-in-cell (PIC) algorithm with a reduced PIC algorithm has been implemented into the OSIRIS code. We show that OSIRIS, with this new hybrid-PIC algorithm, can efficiently and accurately model high energy density scenarios such as ion acceleration in laser–solid interactions and fast ignition of fusion targets. We model, for the first time, the full-density range of a fast ignition target in a fully self-consistent hybrid-PIC simulation, illustrating the possibility of stopping the laser generated electron flux at the core region with relatively high efficiencies. Computational speedups greater than 1000 times are demonstrated, opening the way for full-scale multi-dimensional modeling of high energy density scenarios and the guiding of future experiments.
我々は、OSIRISコードに、フル粒子インセル（PIC）アルゴリズムと縮約PICアルゴリズムを結合する新しいフレームワークがどのように実装されたかを記述する。この新しいハイブリッドPICアルゴリズムを備えたOSIRISが、レーザー・固体相互作用におけるイオン加速や核融合ターゲットの高速点火などの高エネルギー密度シナリオを、効率的かつ正確にモデル化できることを示す。我々は、高速点火ターゲットの全密度範囲を、完全に自己無撞着なハイブリッドPICシミュレーションで初めてモデル化し、レーザー生成電子フラックスをコア領域で比較的高い効率で停止させる可能性を実証する。1000倍を超える計算速度の向上が実証され、高エネルギー密度シナリオのフルスケール多次元モデリングと将来の実験の指針への道が開かれる。