Pegasus：一种用于天体物理等离子体动力学的新型混合动力学粒子网格代码
高能天体物理现象
2015-06-17 v1 计算物理
等离子体物理
摘要
我们介绍了 Pegasus，这是一种专为研究天体物理等离子体动力学而设计的新型混合动力学粒子网格 (particle-in-cell) 代码。该代码将能量守恒粒子积分器嵌入到一个稳定、二阶精度、三阶段预测 - 预测 - 校正积分算法中。采用约束输运方法来强制执行磁场的无散度约束。包含 delta-f 方案以促进对仅预期与初始分布函数有微小偏离的系统的低噪声研究。旋转和剪切效应通过带有轨道平流的剪切片形式化方法实现。这些算法嵌入在一个类似于流行的天体物理磁流体动力学代码 Athena 的架构中，该架构具有模块化、文档完善、易于使用以及为数千个处理器高效并行化的特点。我们展示了一系列在一维、二维和三维空间中的测试，证明了该代码的保真度和多功能性。
引用
@article{arxiv.1311.4865,
title = {Pegasus: A New Hybrid-Kinetic Particle-in-Cell Code for Astrophysical Plasma Dynamics},
author = {Matthew W. Kunz and James M. Stone and Xue-Ning Bai},
journal= {arXiv preprint arXiv:1311.4865},
year = {2015}
}
备注
27 pages, 12 figures, accepted for publication in Journal of Computational Physics