漂移动力学模型的指数积分器
计算物理
2018-08-14 v2 数值分析
摘要
我们提出了一种用于柱几何中漂移动力学方程的指数积分器。该方法消除了系统线性部分的 CFL 条件（这通常是实际中最严格的限制），并使用 Arakawa 有限差分格式显式处理剩余部分。本方法在机器精度范围内保持质量守恒，并显著减少了每个时间步的计算量。此外，我们通过在离子温度梯度不稳定性背景下进行数值模拟，展示了我们方法的效率。特别地，我们发现我们的数值方法所采用的时间步长与文献中报道的（主要使用的）分裂方法的时间步长相当。此外，所提出的数值方法在能量守恒方面具有显著优势，并且可以容易地获得高效的高阶方法。我们通过研究四阶实现的性能来证明这一点。
引用
@article{arxiv.1705.09923,
title = {An exponential integrator for the drift-kinetic model},
author = {Nicolas Crouseilles and Lukas Einkemmer and Martina Prugger},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.09923},
year = {2018}
}