非均匀强磁化等离子体的渐近保持粒子网格方法
数值分析
2017-01-25 v1
摘要
我们提出一类针对具有固定方向的强非均匀外磁场的Vlasov-Poisson系统的粒子网格(Particle-In-Cell, PIC)方法，重点关注粒子在垂直于磁场平面（即所谓的极向方向）上的运动。在此情形下，时间步长可能受到与拉莫尔半径和等离子体频率的小量相关的稳定性约束。为避免此限制，我们的方法基于已在耗散系统[3]和均匀磁场[10]中得到验证的一阶及高阶半隐式数值格式。因此，当外磁场强度变大时，该方法提供了引导中心系统的一致PIC离散化，并考虑了磁场的变化。我们进行了若干理论证明并开展多项数值实验，从而坚实验证了该方法及其基础概念。
引用
@article{arxiv.1701.06868,
title = {Asymptotically preserving particle-in-cell methods for inhomogenous strongly magnetized plasmas},
author = {Francis Filbet and Luis Rodrigues},
journal= {arXiv preprint arXiv:1701.06868},
year = {2017}
}