克服等离子体加速增强参考系粒子模拟中的时间步长限制
加速器物理
2021-12-08 v1 计算物理
摘要
显式电磁粒子胞内(PIC)代码通常受库朗-弗里德里希斯-列维(CFL)条件限制，即时间步长乘以光速必须小于最小网格尺寸。在等离子体加速的增强参考系PIC模拟中，这一限制可能成为主要障碍，因为网格往往在纵向方向上非常拉长，因而时间步长受较小的横向网格尺寸限制。这导致许多小时间步长的PIC迭代，并可能限制增强参考系技术的潜在加速效果。在此，通过使用无CFL条件的解析谱求解器，并缓解在大时间步长下出现的额外数值不稳定性，我们表明有可能克服传统的时间步长限制，从而在更宽参数范围内实现增强参考系技术的全部潜力。
引用
@article{arxiv.2104.13995,
title = {Overcoming timestep limitations in boosted-frame Particle-In-Cell simulations of plasma-based acceleration},
author = {Olga Shapoval and Remi Lehe and Maxence Thévenet and Edoardo Zoni and Yinjian Zhao and Jean-Luc Vay},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.13995},
year = {2021}
}