混合动力学方法：惯性电子
等离子体物理
2022-07-04 v1 太阳与恒星天体物理
计算物理
空间物理
摘要
混合动力学模拟通过将离子视为动力学粒子、将电子建模为流体来描述空间等离子体中的离子尺度动力学现象。现有大多数混合动力学代码为简化电磁场计算而忽略电子质量（见第 3 章）。然而，在某些情形中，由电子惯性引起的电子响应延迟十分重要。本章聚焦于考虑电子流体有限质量的混合动力学模拟模型。首先回顾在混合动力学模型中纳入有限电子质量的历史。然后讨论相较于无质量混合动力学模型需额外求解的方程。为明确起见，通过描述一个混合动力学代码 CHIEF 来说明其无额外近似的数值实现。针对典型应用（磁重联、等离子体湍流、无碰撞激波与全球磁层模拟）讨论了考虑有限电子质量的重要性。特别地较详细地探讨了引导场磁重联问题。并建议了进一步改进含有限电子质量混合动力学模拟的可能下一步工作。
引用
@article{arxiv.2207.00462,
title = {Hybrid-Kinetic Approach: Inertial Electrons},
author = {Neeraj Jain and Patricio A. Muñoz and Jörg Büchner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.00462},
year = {2022}
}
备注
To appear as a chapter in the book titled "Space and Astrophysical Plasma Simulation - Methods, Algorithms, and Applications" edited by J. B\"uchner