变分平均下的陀螺动力学：存在性与误差界
数学物理
2018-08-29 v1 math.MP
等离子体物理
摘要
从变分平均（VA）视角回顾了长波 regime 下的陀螺动力学范式。VA方法代表了除经典平均或Chapman-Enskog展开之外，对具有高频振荡特征的平均化动力学方程的第三大支柱。VA在拉格朗日函数层面操作，并在所有阶上保持特征的哈密顿结构。我们通过强磁场中的带电粒子运动详细讨论VA的方法论。可将VA应用于更广泛的一类高频振荡问题。对于带电粒子，我们证明了在相空间中存在坐标映射，对于一般外场可在展开任意阶导出陀螺动力学拉格朗日量。我们独立于电磁规范计算了该映射至三阶。此外，提供了所导出的陀螺动力学方程解相对于Vlasov方程解的误差界，从而可估计此特定情况下VA近似的质量。
引用
@article{arxiv.1711.09620,
title = {Gyrokinetics from variational averaging: existence and error bounds},
author = {Stefan Possanner},
journal= {arXiv preprint arXiv:1711.09620},
year = {2018}
}
备注
Keywords: averaging methods, Vlasov equation, Lagrangian mechanics, motion of charged particles, magnetized plasmas