粒子在胞追踪中数值噪声的传播
加速器物理
2016-01-27 v2
摘要
粒子在胞（PIC）是执行强流带电粒子束自洽追踪最常用的算法。它基于将宏粒子沉积到网格上，随后在其上求解泊松方程。众所周知，PIC算法存在固有局限性，因为它们引入数值噪声。尽管对于短期追踪并不显著，这在圆形机器跨越数百万圈的模拟中变得重要，因为它可能诱发束流的人工扩散。在本工作中，我们提出了由PIC算法诱导的数值噪声的建模，并讨论其对粒子动力学的影响。粒子追踪与PIC算法产生的噪声的联合效应导致相关或去相关的数值噪声。对于去相关数值噪声，我们推导了模拟参数的标度律，从而可以估计人工发射度增长。最后，讨论了相关数值噪声的影响，并提出了一种缓解策略。
引用
@article{arxiv.1503.04646,
title = {Propagation of numerical noise in particle-in-cell tracking},
author = {Frederik Kesting and Giuliano Franchetti},
journal= {arXiv preprint arXiv:1503.04646},
year = {2016}
}
备注
14 pages, 12 figures