两种 Boris 求解器与 Ge-Marsden 定理的基本推导
等离子体物理
2021-11-17 v2 计算物理
摘要
对于可分离哈密顿量，存在两种基本的、时间对称的、二阶的速度 Verlet (VV) 和位置 Verlet (PV) 辛积分器。类似地，对于求解磁场轨迹的精确能量守恒算法，也存在两种 VV 和 PV 版本。对于恒定磁场，这两种算法均可进一步修正，使其轨迹精确位于回旋圆上。此时磁 PV 积分器成为众所周知的 Boris 求解器，而 VV 则给出第二种此前未知的 Boris 型算法。值得注意的是，所需的在轨修正是对时间步长的重参数化，令人联想到 Ge-Marsden 定理。
引用
@article{arxiv.2106.04068,
title = {A fundamental derivation of two Boris solvers and the Ge-Marsden theorem},
author = {Siu A. Chin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.04068},
year = {2021}
}
备注
14 pages and 1 figures. Revised Title, Abstract, expanded Introduction and Conclusions