包含绝热电子的六维动力学离子的能量平衡

本文研究了六维动力学 Vlasov 系统的能量通量。我们引入了一种计算该框架内粒子流和能量流的新方法，该方法允许直接从系统的矩（如动能密度、动量转移张量）确定能量和粒子通量以及 Poynting 通量。使用新方法计算的通量表现出更少的回旋振荡。该方法还能够识别回旋动力学 $\vec{E} \times \vec{B}$ 热通量和额外的非回旋动力学贡献，同时减少能量和粒子通量中固有的回旋振荡。我们用于六维动力学 Vlasov 系统的半拉格朗日求解器，具有处理来自强背景磁场的 $\vec v \times \vec B$ 加速度的高效方案，允许模拟频率超过回旋频率的等离子体波和湍流，且与梯度强度或涨落水平无关。该求解器已在低频机制下针对线性和非线性场景中的色散关系和能量通量进行了严格测试。