准中性极限下 Euler-Poisson 系统的高阶渐近保持惩罚数值格式
数值分析
2024-09-10 v1 数值分析
摘要
在这项工作中，我们专注于为准中性区域的等离子体开发高阶隐式-显式有限体积数值方法。在大时空尺度下，等离子体趋于准中性，意味着局部净电荷密度几乎为零。然而，在以德拜长度为度量的小时空尺度下，准中性被打破。在此类区域中，标准数值方法面临严重的稳定性约束，使其在实际中几乎无法使用。为了解决这个问题，我们为 Euler-Poisson 系统引入并分析了一类惩罚 IMEX Runge-Kutta 方法，专门设计用于处理准中性极限。这些格式关于德拜长度是一致稳定的，并在接近准中性极限时退化为高阶方法。多个数值测试证实了所提出的方法展现出预期的性质。
引用
@article{arxiv.2409.04807,
title = {High order Asymptotic Preserving penalized numerical schemes for the Euler-Poisson system in the quasi-neutral limit},
author = {Nicolas Crouseilles and Giacomo Dimarco and Saurav Samantaray},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.04807},
year = {2024}
}