用于弗拉索夫-泊松方程的带相空间重映射的四阶粒子网格法
数值分析
2016-02-03 v1 计算物理
摘要
弗拉索夫-泊松方程组的数值解在等离子体物理和宇宙学中有重要应用。本文提出一种新的粒子网格(PIC)方法求解该系统，在空间和时间上均达到四阶精度。我们的方法是先前提出方法[B. Wang, G. Miller, and P. Colella, SIAM J. Sci. Comput., 33 (2011), pp. 3509--3537]的高阶推广。它以支持标准PIC更新的所有阶段——电荷沉积、力插值、场求解和粒子推进——均以四阶精度处理，并包含六阶精度的相空间重映射步骤以控制粒子噪声。我们在一系列一维和二维静电等离子体测试问题上展示了方法的收敛性，并将其精度与二阶方法比较。正如预期，四阶方法可用远少于二阶方法的分辨率单元达到可比精度。
引用
@article{arxiv.1602.00747,
title = {A 4th-Order Particle-in-Cell Method with Phase-Space Remapping for the Vlasov-Poisson Equation},
author = {Andrew Myers and Phillip Colella and Brian Van Straalen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1602.00747},
year = {2016}
}
备注
18 pages, 10 figures, submitted to SISC