一种用于多离子动力离子和无质量电子等离子体混合模型的半拉格朗日方法
数值分析
2025-08-25 v2 数值分析
等离子体物理
摘要
提出了用于多离子动力离子和无质量电子等离子体混合模型的改进一维运动数目半拉格朗日方法。通过泊松括号分解法获得两个包含质量、动量和能量守恒的子系统。在分布函数和场耦合的子系统中,使用 specially 设计的平均速度进行二阶可逆修正隐式中点规则时间求解。分布函数不参与迭代,通过仅使用一个维度的精确分裂求解,使所提出的方案高效。通过构造的数值方案克服了取消问题。此外,对于周期边界条件的情况,得到的磁场是无散度的,质量、动量和能量均被守恒。该方法可推广至多离子 species 的情况。
引用
@article{arxiv.2504.04282,
title = {Semi-Lagrangian methods for a plasma hybrid model with multi-species kinetic ions and massless electrons},
author = {Yingzhe Li and Philip J. Morrison and Eric Sonnendrücker},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.04282},
year = {2025}
}
备注
26 pages, 4 figures