基于伪谱时域算法的双流体等离子体模型简易求解器
等离子体物理
2021-02-26 v2 计算物理
摘要
我们提出一种用于短脉冲激光与等离子体相互作用模拟的三维双流体等离子体模型求解器。该求解器以理想气体闭合求解双流体等离子体模型方程，并包含 Bhatnagar-Gross-Krook 碰撞模型。我们的求解器基于伪谱时域（PSTD）方法求解麦克斯韦旋度方程。我们采用 Strang 分裂将带源项的欧拉方程积分：欧拉方程用混合 Lax-Friedrichs 与 Lax-Wendroff 格式的组合格式求解，源项用四阶 Runge-Kutta 格式积分。该双流体等离子体模型求解器易于实现，因其仅依赖有限差分格式与快速傅里叶变换，无需空间交错网格。该求解器针对等离子体物理中若干著名问题进行了测试，数值模拟结果与解析解或文献中已有结果高度吻合。
引用
@article{arxiv.2009.04370,
title = {A simple solver for the two-fluid plasma model based on PseudoSpectral Time-Domain algorithm},
author = {B. Morel and R. Giust and K. Ardaneh and F. Courvoisier},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.04370},
year = {2021}
}
备注
17 pages, 9 figures, 1 table