用于Vlasov-Maxwell-Landau方程的碰撞粒子云网格方法
等离子体物理
2024-04-02 v2 数值分析
数值分析
摘要
我们引入粒子云网格（PIC）方法的一种扩展，该方法能够捕捉Vlasov-Maxwell-Landau方程中的Landau碰撞效应。该方法源于Landau方程变分形式的正则化，从而得到碰撞算子的离散化，该离散化在增加（正则化）熵的同时，守恒质量、电荷、动量和能量。碰撞效应表现为完全确定性的有效力，因此该方法不需要任何输运-碰撞分裂。该方案可用于任意维度，并适用于一般相互作用，包括库仑情况。我们在Landau阻尼、双流不稳定性及Weibel不稳定性等场景上验证了该方案，证明了其在等离子体数值模拟中的有效性。
引用
@article{arxiv.2401.01689,
title = {The Collisional Particle-In-Cell Method for the Vlasov-Maxwell-Landau Equations},
author = {Rafael Bailo and José A. Carrillo and Jingwei Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.01689},
year = {2024}
}