用于超高强度激光-等离子体相互作用粒子模拟的粒子积分器
等离子体物理
2021-04-07 v1 计算物理
摘要
粒子模拟（PIC）代码是用于超强激光-等离子体相互作用动力学研究最广泛使用的模拟工具。以平面电磁波中单电子的运动作为基准问题，我们展示了对于典型时间步长和网格尺寸，随着归一化波幅的增大，PIC 算法的数值精度出现令人惊讶的恶化。我们确认了两个显著的误差来源：停止点附近的强加速以及时间场插值。我们提出自适应电子子循环与磁场和电场的三阶时间插值相结合，作为一种高效的补救手段，可显著改善粒子积分器的精度。
引用
@article{arxiv.2102.10983,
title = {Particle integrator for particle-in-cell simulations of ultra-high intensity laser-plasma interactions},
author = {Kavin Tangtartharakul and Guangye Chen and Alexey Arefiev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.10983},
year = {2021}
}