Chew、Goldberger和Low各向异性等离子体流动方程的熵稳定有限差分格式
数值分析
2024-06-10 v1 数值分析
摘要
在本文中，我们考虑Chew, Goldberger & Low (CGL)等离子体流动方程，这是一组描述各向异性等离子体流动的非线性非守恒双曲型偏微分方程。这些方程包含了压力的双绝热近似，使其在等离子体物理、空间物理和天体物理应用中非常有价值。我们首先给出了弱解的熵分析。然后我们提出了CGL方程的熵稳定有限差分格式。关键思想是重写CGL方程，使得非守恒项对熵方程没有贡献。重写方程的守恒部分与磁流体动力学（MHD）方程非常相似。然后我们通过遵循Godunov的MHD对称化过程对守恒部分进行对称化。基于守恒部分的熵缩放特征向量，通过设计熵守恒数值通量和熵扩散算子来离散化得到的方程。然后我们证明了CGL方程格式的半离散熵稳定性。通过几个从相应MHD测试案例推导出的测试问题对格式进行了测试。
引用
@article{arxiv.2406.04783,
title = {Entropy stable finite difference schemes for Chew, Goldberger & Low anisotropic plasma flow equations},
author = {Chetan Singh and Anshu Yadav and Deepak Bhoriya and Harish Kumar and Dinshaw S. Balsara},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.04783},
year = {2024}
}