SPACE：用于含原子变换相对论等离子体的 Vlasov-Maxwell 与 Vlasov-Poisson 方程的三维并行求解器
计算物理
2022-05-25 v1 等离子体物理
摘要
我们开发了并行、相对论、三维粒子网格代码 SPACE，用于模拟电磁场、相对论粒子束与等离子体。除标准二阶粒子网格（PIC）算法外，SPACE 还包含高效的新算法以求解原子物理过程，如等离子体原子的多级电离、复合，以及电子在致密中性气体中附着于掺杂剂。SPACE 还包含一种高度自适应的基于粒子的方法，称为自适应粒子云（AP-Cloud），用于求解 Vlasov-Poisson 问题。它消除了 PIC 传统的笛卡尔网格，代之以自适应八叉树数据结构。本文讨论了该代码的算法、结构、能力、并行化策略与性能。还给出了 SPACE 在加速器科学与工程问题中应用的典型示例。
引用
@article{arxiv.2111.04139,
title = {SPACE: 3D Parallel Solvers for Vlasov-Maxwell and Vlasov-Poisson Equations for Relativistic Plasmas with Atomic Transformations},
author = {Kwangmin Yu and Prabhat Kumar and Shaohua Yuan and Aiqi Cheng and Roman Samulyak},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.04139},
year = {2022}
}
备注
12 pages, 7 figures