基于PETSc-PIC的朗道阻尼数值研究
等离子体物理
2023-03-23 v1 计算工程、金融与科学
摘要
我们给出了使用粒子网格(PIC)算法对标准等离子体物理测试——朗道阻尼——的研究。朗道阻尼现象指的是等离子体中无碰撞小振荡的阻尼。在PIC方法中，构造了一种混合离散化：用具有有限支撑基函数的网格来表示电场、磁场和/或引力场，用delta函数的分布来表示粒子场。当物理系统的参数（如等离子体频率或热速度）变化时，发现对色散关系的近似不足以精确计算电场频率和阻尼率的值。我们给出了色散关系的完整推导与数值求解，并在大范围波数与电荷密度下验证了Vlasov-Poisson方程的PETSC-PIC数值解。
引用
@article{arxiv.2303.12620,
title = {A Numerical Study of Landau Damping with PETSc-PIC},
author = {Daniel S. Finn and Matthew G. Knepley and Joseph V. Pusztay and Mark F. Adams},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.12620},
year = {2023}
}
备注
14 pages, 7 figures