等离子体尾场加速的格子 Boltzmann 模拟
等离子体物理
2022-04-29 v1 计算物理
摘要
我们通过使用称为格子 Boltzmann 方法（LBM）的计算方法，探索了等离子体尾场加速（PWFA）的一种新颖模拟途径。LBM 基于连续介质动力学理论的离散化，同时保证对粗粒化场（即密度、速度等）收敛于流体力学。LBM 是计算流体动力学中成熟的数值分析工具，能够高效桥接动力学理论与流体力学，但其在 PWFA 背景下的应用迄今从未被研究。本文旨在填补这一空白。讨论了 LBM 用于 PWFA 的模拟结果，并与实现等离子体冷流体（CF）模型的代码（Architect）的结果进行比较。在流体力学框架内，我们讨论了与 LBM 固有扩散特性相关的正则化效应的重要性，其使得能够超越传统的 CF 近似。同时也探讨了计算效率方面的问题。
引用
@article{arxiv.2201.05473,
title = {Lattice Boltzmann simulations of Plasma Wakefield Acceleration},
author = {Gianmarco Parise and Alessandro Cianchi and Alessio Del Dotto and Fabio Guglietta and Andrea Renato Rossi and Mauro Sbragaglia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.05473},
year = {2022}
}