数据驱动发现静电等离子体现象的热通量闭合

理解多尺度无碰撞等离子体现象的进展需要采用兼顾计算效率与物理保真度的工具。无碰撞流体模型能够解析完全动力学模型不可行的时空尺度。然而，构建此类模型需要对无限层次矩方程进行截断，并提供合适的闭合以近似未解析的物理。数据驱动方法近期开始被广泛应用于此任务，使其能够系统性地构建闭合方案。本文利用稀疏回归方法寻找一维静电等离子体现象的热通量闭合。我们考察了 Landau 阻尼 Langmuir 波和两向不稳定性的 OSIRIS 粒子-in-cell 模拟数据。稀疏回归始终识别出六个物理上相关的项，并在大多数情况下能够解释热通量变化的95%以上。我们进一步量化了这些项在不同情形下的相对重要性，并检讨了它们随热速和增长/阻尼率等参数的依赖性。结果在已知的无碰撞闭合和线性无碰撞理论的背景下进行讨论。