人工碰撞、滤波与非局域闭合方法对 Hermite 格式 Vlasov-Poisson 模拟影响
等离子体物理
2025-03-21 v3 计算物理
摘要
由于相空间混合和卷束化导致的速度空间细节结构，动力学碰撞less 等离子体仿真计算困难。本文比较了三种方法以减少 Herminite 格式 Vlasov-Poisson 模拟中受限速度分辨率引起的伪影：人工碰撞、滤波和非局域闭合。评估了各方法在近似线性动力学响应函数和抑制线性与非线性场中复现现象方面的性能。洛伦兹阻尼数值仿真表明，人工碰撞（尤其是更高阶 Lenard-Bernstein 碰撞算子）在不同波数范围内最有效地恢复了正确的阻尼率。此外，Hou-Li 滤波和非局域闭合在线性仿真中对高波数模式产生欠阻尼，而 Lenard-Bernstein 碰撞算子在线性和非线性仿真中对低波数模式产生过阻尼。本文表明超碰撞（hypercollisions）是动力学仿真的稳健方法，能在受限速度分辨率下准确捕捉碰撞less 动力学。
引用
@article{arxiv.2412.07073,
title = {Effects of Artificial Collisions, Filtering, and Nonlocal Closure Approaches on Hermite-based Vlasov-Poisson Simulations},
author = {Opal Issan and Oleksandr Chapurin and Oleksandr Koshkarov and Gian Luca Delzanno},
journal= {arXiv preprint arXiv:2412.07073},
year = {2025}
}