伪谱电磁粒子网格算法的数值稳定性改进
等离子体物理
2014-07-29 v1 数值分析
加速器物理
计算物理
摘要
伪谱解析时域 (PSATD) 粒子网格 (PIC) 算法精确求解真空麦克斯韦方程组，没有（常规定义的）Courant 时间步长限制，并在等离子体和粒子束模拟中提供了极大的灵活性。然而，当应用于相对论束流模拟时，它并非没有通常的数值不稳定性，包括数值切伦科夫不稳定性。本文提出了几种方法，当与数字滤波相结合时，几乎完全消除了数值切伦科夫不稳定性。本文还研究了 PSATD 算法在低束流能量下的数值稳定性。
引用
@article{arxiv.1309.0116,
title = {Numerical Stability Improvements for the Pseudo-Spectral EM PIC Algorithm},
author = {Brendan B. Godfrey and Jean-Luc Vay and Irving Haber},
journal= {arXiv preprint arXiv:1309.0116},
year = {2014}
}
备注
Based on presentation at the 2013 IEEE Pulsed Power and Plasma Science Conference; 8 pages, 8 figures