用于粒子网格代码的库仑碰撞保结构标记粒子离散化
等离子体物理
2021-05-12 v2 数值分析
数值分析
计算物理
摘要
本文对动理学等离子体模型中库仑碰撞的离散化贡献了新的见解。基于先前的工作 [Carrillo 等 J. Comp. Phys. X 7:100066 (2020), Hirvijoki 和 Burby Phys. Plasmas 27(8):082307 (2020)]，我提出了针对标准 Landau 碰撞算符和静电陀螺动理学 Landau 算符的确定性离散时间能量与正性保持、熵耗散的标记粒子格式。对于标准 Landau 算符，该格式还保持离散时间动理学动量。这些改进，即将 [Carrillo 等 J. Comp. Phys. X 7:100066 (2020), Hirvijoki 和 Burby Phys. Plasmas 27(8):082307 (2020)] 中保结构离散化推广至离散时间，是通过利用所涉及碰撞算符的底层 metriplectic 结构以及所谓的离散梯度积分器而成为可能的。
引用
@article{arxiv.2012.07187,
title = {Structure-preserving marker-particle discretizations of Coulomb collisions for particle-in-cell codes},
author = {Eero Hirvijoki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.07187},
year = {2021}
}
备注
Joint Varenna--Lausanne International Workshop on Theory of Fusion Plasmas, October 12--16th, 2020