双流体相对论等离子体流动方程的高阶有限差分熵稳定格式
数值分析
2023-05-11 v2 数值分析
计算物理
摘要
本文中，我们针对双流体相对论等离子体流动方程提出高阶有限差分熵稳定格式。这是通过利用方程的结构实现的，该结构由三个独立的通量分量组成。前两个分量描述离子与电子流动，采用相对论流体动力学方程建模。第三个分量是麦克斯韦方程组，为线性系统。离子、电子流动与电磁场的耦合仅通过源项实现。此外，我们还证明源项不影响熵演化。为设计半离散熵稳定格式，我们将 Bhoriya 等人中的 RHD 熵稳定格式推广到三维。随后将其与麦克斯韦方程组的熵稳定离散相耦合。最后，我们使用 SSP-RK 格式进行时间离散。我们还提出 ARK-IMEX 格式以处理刚性源项；所得非线性代数方程组是局部的（在每个离散点）。这些方程使用牛顿法求解，从而得到一种高效方法。所提格式随后通过各类测试问题进行了验证，以展示其稳定性、精度与效率。
引用
@article{arxiv.2210.08568,
title = {High-order finite-difference entropy stable schemes for two-fluid relativistic plasma flow equations},
author = {Deepak Bhoriya and Harish Kumar and Praveen Chandrashekar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.08568},
year = {2023}
}