用于强外部磁场的Vlasov-Poisson系统的修正Crank-Nicolson格式
数值分析
2025-12-04 v3 数值分析
摘要
我们提出并研究了一种基于Vlasov-Poisson系统离散时间Crank-Nicolson格式的粒子-in-cell (PIC) 方法，用于处理强且非均匀的外部磁场（磁场方向固定），我们关注粒子在垂直于磁场平面上的运动。在该 regime 下，时间步长可能受与洛尔半径和等离子体频率相关的稳定性约束限制[21]。为避免这一限制，我们的方法基于数值方案[9, 10, 12]，对考虑磁场变化的引导中心系统进行一致的PIC离散化。我们进行了一些理论证明并执行了若干数值实验以验证该方法及其基本概念。
引用
@article{arxiv.2507.02459,
title = {A modified Crank-Nicolson scheme for the Vlasov-Poisson system with a strong external magnetic field},
author = {Francis Filbet and L Miguel Rodrigues and Kim Han Trinh},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.02459},
year = {2025}
}