基于特征线法的混合（动理学-流体）模拟格式

特征线法的某些特性对于 Vlasov 模拟具有重要意义 [H. Abbasi 等, Phys. Rev. E \textbf{84}, 036702 (2011)]。只要速度空间中的初始相点是随机设置的，此类 Vlasov 模拟格式就可以免于复发。自然地，由于现在存在一个比网格间距更小的尺度（即两个相点之间的平均距离），对（源于网格间距的）精细结构的滤波会减少。其插值格式形式非常简单，且运算量更少。在我们之前的报告中，仅考虑了最简单的模型（不动离子）以演示其重要特征。现在，我们引入了一个自洽求解耦合 Vlasov-Fluid-Poisson 系统的混合模型。该代码的一个可能应用是研究离子声学（IA）孤子的属性。为此，考虑了具有热电子和冷正离子的无碰撞等离子体。对于电子，通过在相空间中追踪无碰撞相点轨迹来求解无碰撞 Vlasov 方程，而离子则遵循流体方程。假设采用周期性边界条件。Vlasov 方程和流体方程的特征方程均使用 Leapfrog-Trapezoidal 方法求解。然而，为了获得 Leapfrog 的前半个时间步，采用了 Euler-Trapezoidal 格式。所提出的格式方便地耦合了 Leapfrog 方法中两个众所周知的网格。该模型的第一个测试是稳态 IA 孤子。考虑了电子捕获并展示了相关的相空间空穴。然后作为非稳态测试，考察了从局域初始轮廓生成 IA 孤子的过程。守恒定律是其他的基准测试。