强磁场方向变化下三维 Vlasov 方程的一致精度方法
数值分析
2019-07-11 v1 数值分析
计算物理
摘要
在本文中,我们考虑具有非均匀、方向变化强磁场的三维 Vlasov 方程。当磁场强度为常数时,由刚性项产生的振荡是周期的。然后推导了均匀化模型,并提出了几种结合质点网格(Particle-In-Cell)离散化的先进多尺度方法来求解 Vlasov-Poisson 方程。它们的精度以及计算代价基本与磁场强度无关。所提格式因而允许大的计算步长,而完整的回旋运动可通过时间上的线性插值恢复。在线性情形中,引入了对一般磁场(变化强度和方向)的推广。最后,给出了数值实验以说明方法的效率,并展示了一些长期模拟。
引用
@article{arxiv.1907.04851,
title = {Uniformly accurate methods for three dimensional Vlasov equations under strong magnetic field with varying direction},
author = {Philippe Chartier and Nicolas Crouseilles and Mohammed Lemou and Florian Mehats and Xiaofei Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.04851},
year = {2019}
}
备注
24 pages, 12 figures