陀螺平均 Dougherty 碰撞算子的守恒间断 Galerkin 格式
等离子体物理
2020-09-16 v1
摘要
本文给出了全 f 长波陀螺动力学中非线性 Dougherty 碰撞算子的一种守恒间断 Galerkin 格式。解析上，该模型算子具有 Fokker-Planck 算子的平流-扩散形式，它具有非减的熵泛函，并守恒粒子数、动量与能量。离散上这些守恒性质同样被精确保持，且与数值分辨率无关。本工作中相空间离散采用一种新颖的间断 Galerkin 格式版本，借助弱相等与重构的概念精心构造。离散时间推进由显式时间步进算法完成，我们探讨了其稳定性限制。该格式及在 Gkeyll 长波陀螺动力学求解器中的实现通过弛豫测试、碰撞 Landau 阻尼基准以及螺旋开放磁力线上的 5D 陀螺动力学湍流研究进行了验证。
引用
@article{arxiv.2009.06660,
title = {Conservative discontinuous Galerkin scheme of a gyro-averaged Dougherty collision operator},
author = {Manaure Francisquez and Tess N. Bernard and Noah R. Mandell and Gregory W. Hammett and Ammar Hakim},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.06660},
year = {2020}
}