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第2卷第4期
等离子体微湍流的全动力学电磁粒子模拟

J.L.V.Lewandowski和L.E.Zakharov

Commun公司。计算。物理。,2(2007年),第684-722页。

在线发布:2007-02

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  • 摘要

提出了一种基于物理直觉的新的数值方法,用于电磁等离子体微扰流的粒子-胞模拟,该方法具有全动力学离子动力学和电子动力学。该方法基于以下观察结果:对于感兴趣的低频模式[ω/ωci公司≪1,ω是典型的模式频率,ωci公司是离子回旋频率]速度大于共振速度的粒子的影响,vr~ω/kk(kk是典型的平行波数)可以忽略不计(对于电子来说尤其如此)。因此,很自然地将电子响应解析分离为绝热响应和非绝热响应,并只对后者进行数值求解:这种方法称为分裂方案。然而,绝热和非绝热响应之间的精确分离意味着必须求解一组耦合的非线性椭圆方程;本文采用基于多重网格法的迭代技术来解决明显的数值困难。结果表明,分裂方案可以对电磁漂移波和离子温度梯度(ITG)模式进行干净、无噪声的模拟。还表明,无噪声动力学模拟的优势转化为更好的能量守恒特性。

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J.L.V.Lewandowski和L.E.Zakharov。(2020). 等离子体微湍流的全动力学、电磁粒子模拟。计算物理中的通信.2(4).684-722.数字对象标识:
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