多维霍尔磁流体动力学（各向同性或各向异性热压）：数值格式及其基于孤立波的验证
计算物理
2016-10-31 v1 等离子体物理
摘要
我们提出了一种用于一维、二维和三维霍尔磁流体动力学(HMHD)近似下等离子体动力学模拟的数值求解器。我们考虑了各向同性和各向异性热压情况，其中采用了一般的回旋近似。同时考虑了显式能量守恒方程和一般多方状态方程。数值格式采用二阶龙格-库塔时间推进以及带有范勒尔通量限制器的库尔加诺夫-塔德莫尔格式来近似通量。采用通量插值约束传输方法来保持模拟中磁场的无散性。所实现的代码使用文献中先前描述的若干测试问题进行了验证。此外，我们提出了一种基于孤立波的HMHD代码验证新方法，该方法通过使用小振幅哨声波的标准测试扩展，提供了在非线性（大振幅）区域进行定量严格测试的可能性。对所实现代码的精度和性能进行的定量测试显示了所提方法的保真度。
引用
@article{arxiv.1610.09159,
title = {Multidimensional Hall magnetohydrodynamics with isotropic or anisotropic thermal pressure: numerical scheme and its validation using solitary waves},
author = {Marek Strumik and Krzysztof Stasiewicz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.09159},
year = {2016}
}
备注
Accepted for publication in Journal of Computational Physics, 20 pages, 15 figures