关于 Vlasov-Poisson 系统的速度空间离散化：Hermite 谱方法与粒子网格法比较。第二部分：全隐式格式
等离子体物理
2013-12-19 v1
摘要
我们描述了一种用于数值求解 Vlasov-Poisson 系统的谱方法，其中速度空间通过 Hermite 基进行分解，构型空间通过 Fourier 分解进行离散化。我们方法的新颖之处在于一种隐式时间离散化，它允许精确守恒电荷、动量和能量。我们将该方法的计算效率和成本效益与 Markidis 和 Lapenta (2011) 以及 Chen 等人 (2011) 最近引入的全隐式 PIC 方法进行了比较。讨论的案例包括：Langmuir 波、Landau 阻尼、离子声波、双流不稳定性。Fourier-Hermite 谱方法能够以相对于 PIC 方法一小部分的成本，获得高出几个数量级的精确解。本文结束了 Camporeale 等人 (2013) 中提出的研究，该研究描述了同一方法在半隐式时间离散化下的应用，并将其与显式 PIC 方法进行了对比。
引用
@article{arxiv.1312.4991,
title = {On the velocity space discretization for the Vlasov-Poisson system: comparison between Hermite spectral and Particle-in-Cell methods. Part 2: fully-implicit scheme},
author = {E. Camporeale and G. L. Delzanno and B. K. Bergen and J. D. Moulton},
journal= {arXiv preprint arXiv:1312.4991},
year = {2013}
}
备注
submitted to Journal of Computational Physics 16 pages, 7 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1311.2098