利用静态加密非共形网格的谱元法与有限差分法在 MHD 磁岛并合不稳定性问题中的比较
计算物理
2011-08-31 v1 地球与行星天体物理
太阳与恒星天体物理
等离子体物理
空间物理
摘要
将最近开发的谱元自适应加密不可压缩磁流体动力学 (MHD) 代码 [Rosenberg, Fournier, Fischer, Pouquet, J. Comp. Phys. 215, 59-80 (2006)] 应用于二维 MHD 磁岛并合不稳定性 (MICI) 问题的模拟。MICI 是一种基本的 MHD 过程，可在高 Lundquist 数等离子体（如日冕）中产生尖锐电流层以及随后的重联和加热 [Ng and Bhattacharjee, Phys. Plasmas, 5, 4028 (1998)]。由于薄电流层的形成，非常需要使用自适应或静态加密网格来解析它们，同时保持精度。将谱元静态自适应加密模拟的输出与在相同加密网格上使用有限差分法的模拟进行了比较，并将这两种方法与使用均匀网格的伪谱模拟作为基准进行了比较。结果表明，对于随有效分辨率大致呈线性缩放的静态加密网格，谱元法运行所能保持的精度显著高于有限差分法运行，在某些情况下甚至接近完全谱精度。
引用
@article{arxiv.0711.3868,
title = {A comparison of spectral element and finite difference methods using statically refined nonconforming grids for the MHD island coalescence instability problem},
author = {C. S. Ng and D. Rosenberg and K. Germaschewski and A. Pouquet and A. Bhattacharjee},
journal= {arXiv preprint arXiv:0711.3868},
year = {2011}
}
备注
19 pages, 17 figures, submitted to Astrophys. J. Suppl