强非均匀磁场中带电粒子动力学的半离散化与全离散化最优精度方法
数值分析
2022-05-18 v1 数值分析
摘要
本文旨在构建并分析强非均匀磁场中带电粒子动力学 (CPD) 的数值离散化方法。首先针对二维 CPD 提出一种策略，以构造具有最优精度的半离散化和全离散化格式。当磁场强度增强时，该精度在位置和速度上均得到提升。这一特性优于通常所谓的“一致精度方法”。为获得这种精细精度，我们结合了问题的重构和双尺度指数积分器，并从这一新过程中推导出最优精度。然后，基于为二维情况给出的策略，为最大排序情况下的三维 CPD 构造了一类具有简单格式的新型一致精度方法。所有关于精度的理论结果均通过数值测试进行了数值验证。
引用
@article{arxiv.2205.08191,
title = {Semi-discretization and full-discretization with optimal accuracy for charged-particle dynamics in a strong nonuniform magnetic field},
author = {Bin Wang and Yaolin Jiang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.08191},
year = {2022}
}