用于低温常压等离子体流光放电建模的谱元法
等离子体物理
2022-06-14 v1 计算物理
摘要
流光是在常压和亚常压气体中发生的电离前沿。流光的数值研究对实际应用十分重要，但由于该放电类型具有多尺度特性而颇具挑战。本文引入一种用于流光放电建模的谱元法。该方法针对笛卡尔网格开发，但可扩展至非结构网格上使用。流光模型基于电势的泊松方程和电子连续性方程。泊松方程通过基于解积分表示的谱方法进行离散。采用层次化 Poincare-Steklov (HPS) 格式求解所得方程组。电子连续性方程通过间断 Galerkin 谱元法(DGSEM)求解。DGSEM 通过扩散通量的另一定义加以扩展。如有需要，采用子单元有限体积法稳定 DGSEM 格式。通过求解若干测试问题并复现先前研究结果，对整个模拟方案进行验证。采用自适应网格加密以减少未知量数目。所提方法被证实足够快速以用于实际应用。该方法的灵活性为拓展低温等离子体放电数值研究可处理的问题范围提供了有趣机遇。
引用
@article{arxiv.2111.06210,
title = {A spectral element method for modelling streamer discharges in low-temperature atmospheric-pressure plasmas},
author = {I. L. Semenov and K. -D. Weltmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.06210},
year = {2022}
}