广义 PSTD PIC 算法中数值切伦科夫不稳定性抑制的改进
等离子体物理
2016-05-04 v1 数值分析
加速器物理
计算物理
摘要
广义伪谱时域（包括伪谱解析时域）粒子胞算法系列为模拟粒子束和等离子体提供了极大的通用性，且使用这些算法编写良好的代码运行相当快。然而，在多维度模拟相对论性束流和流动等离子体时，它们会受到数值切伦科夫不稳定性的影响。先前的研究表明，通过稍微修改流动粒子所看到的横向场，可以大幅降低不稳定性增长率。在此，我们提供了一种方法，在最小化横向场修正的同时，完全消除数值切伦科夫不稳定性的基模。给出了该过程、数值计算的残余增长率（来自较弱的、高阶不稳定性混叠）以及与 WARP 模拟的比较。在某些情况下，至少在线性的区域中完全没有数值不稳定性。
引用
@article{arxiv.1502.01387,
title = {Improved Numerical Cherenkov Instability Suppression in the Generalized PSTD PIC Algorithm},
author = {Brendan B. Godfrey and Jean-Luc Vay},
journal= {arXiv preprint arXiv:1502.01387},
year = {2016}
}
备注
9 pages, 7 figures