×

Vlasov-Maxwell系统的稀疏网格间断Galerkin方法。 (英语) Zbl 07785509号

摘要:本文针对Vlasov-Maxwell(VM)方程发展了稀疏网格间断Galerkin(DG)格式。VM系统是等离子体物理中的一个基本动力学模型,由于其固有的高维性和需要保留物理解的许多特性,其数值计算要求很高。为了打破维数的魔咒,我们考虑了最近在[W.Guo先生Y.Cheng先生,SIAM J.科学。计算。38,第6号,A3381–A3409(2016;Zbl 1353.82064号); SIAM J.科学。计算。39,第6号,A2962–A2992(2017;Zbl 1379.65077号)]用于传输方程。这种方法基于张量化嵌套网格上的多小波,可以显著减少自由度。我们为虚拟机系统制定了两种版本的方案:稀疏网格DG和自适应稀疏栅格DG方法。讨论了它们的关键属性和实现细节。通过数值试验证明了其准确性和鲁棒性,并重点比较了这两种方法及其全网格对应方法的性能。

MSC公司:

6500万 偏微分方程、初值和含时初边值问题的数值方法
65牛顿 偏微分方程边值问题的数值方法
82天xx 统计力学在特定类型物理系统中的应用

软件:

瓦多
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Alpert,B.,(L^2)中积分算子稀疏表示的一类基。SIAM J.数学。分析。,1, 246-262 (1993) ·Zbl 0764.42017年
[2] Barth,T.,关于对合在Maxwell和磁流体力学系统的间断Galerkin离散化中的作用,69-88·Zbl 1135.78008号
[3] 北贝塞。;拉图,G。;Ghizzo,A。;Sonnendrücker,E。;Bertrand,P.,相对论Vlasov-Maxwell系统基于小波-MRA的自适应半拉格朗日方法。J.计算。物理。,16, 7889-7916 (2008) ·Zbl 1194.83013号
[4] 北贝塞。;拉图,G。;Ghizzo,A。;Sonnendrüker,E。;Bertrand,P.,相对论Vlasov-Maxwell系统基于小波-MRA的自适应半拉格朗日方法。J.计算。物理。,16, 7889-7916 (2008) ·Zbl 1194.83013号
[5] 伯索尔,C.K。;Langdon,A.B.,《计算机模拟等离子体物理》(1991年),物理研究所出版
[6] Bokanowski,O。;Garcke,J。;格里贝尔,M。;Klompmaker,I.,一阶Hamilton-Jacobi-Bellman方程的自适应稀疏网格半拉格朗日格式。科学杂志。计算。,3, 575-605 (2013) ·Zbl 1269.65076号
[7] H.J.本加兹。;Griebel,M.,《稀疏网格》。Acta Numer.公司。,147-269 (2004) ·Zbl 1118.65388号
[8] 加利福尼亚州F。;阿蒂科,N。;佩戈拉罗,F。;Bertin,G.等人。;布拉诺夫,S.V.,在存在逆流电子的情况下,等离子体中磁性岛的快速形成。物理学。修订稿。,23, 5293-5296 (2001)
[9] 加利福尼亚州F。;佩戈拉罗,F。;Bulanov,S.V.,动力学过程对电磁弹塑性不稳定性宏观非线性演化的影响。物理学。修订稿。,3602-3605 (2000)
[10] 加利福尼亚州F。;佩戈拉罗,F。;Bulanov,S.V。;Mangeney,A.,无碰撞等离子体中Weibel不稳定性的动力学饱和。物理学。E版,67048-7059(1998年)
[11] Cheng,C.Z。;Knorr,G.,组态空间中Vlasov方程的积分。J.计算。物理。,3, 330-351 (1976)
[12] Cheng,Y。;Christlieb,A.J。;Zhong,X.,Vlasov-Maxwell系统的能量守恒间断Galerkin方法。J.计算。物理。,145-173 (2014) ·Zbl 1351.76053号
[13] Cheng,Y。;甘巴,I.M。;李,F。;Morrison,P.J.,Vlasov-Maxwell方程的间断Galerkin方法。SIAM J.数字。分析。,2, 1017-1049 (2014) ·Zbl 1307.76051号
[14] Cheng,Y。;甘巴,I.M。;Morrison,P.J.,Vlasov-Poisson系统的Runge-Kutta间断Galerkin格式的守恒性和重现性研究。科学杂志。计算。,319-349 (2013) ·Zbl 1281.82028号
[15] Einkemmer,L.,四维半拉格朗日间断Galerkin和基于样条的Vlasov解算器的性能比较。J.计算。物理。,937-951 (2019) ·兹比尔1416.65347
[16] 费尔贝特,F。;Sonnendrücker,E.,Eulerian Vlasov解算器的比较。计算。物理学。社区。,3, 247-266 (2003) ·Zbl 1196.82108号
[17] Garcke,J。;Griebel,M.,《稀疏电网和应用》(2013),Springer
[18] 格雷拉,K。;Schwab,C.,辐射传输中的稀疏离散坐标法。计算。方法应用。数学。,3, 305-326 (2011) ·Zbl 1283.35141号
[19] 格雷拉,K。;Schwab,C.,辐射传输中的稀疏张量球谐近似。J.计算。物理。,23, 8452-8473 (2011) ·兹比尔1246.65217
[20] 郭伟。;Cheng,Y.,高维输运方程的稀疏网格间断伽辽金方法及其在动力学模拟中的应用。SIAM J.科学。计算。,6、A3381-A3409(2016)·Zbl 1353.82064号
[21] 郭伟。;Cheng,Y.,多维含时输运方程的自适应多分辨率间断Galerkin方法。SIAM J.科学。计算。,6,A2962-A2992(2017)·Zbl 1379.65077号
[22] 霍克尼,R.W。;Eastwood,J.W.,《使用粒子的计算机模拟》(1981年),McGraw-Hill:McGraw-Hill纽约·Zbl 0662.76002号
[23] 霍特,F。;Ghizzo,A。;Bertrand,P。;Sonnendrüker,E。;Coulaud,O.,一维相对论性Vlasov-Maxwell系统时间分裂方案的不稳定性。J.计算。物理。,2, 512-531 (2003) ·Zbl 1073.82039号
[24] 雅各布斯,G。;Hesthaven,J.S.,具有双曲散度清理的高阶粒子-细胞方法的隐式-显式时间积分。计算。物理学。社区。,10, 1760-1767 (2009) ·Zbl 1197.76081号
[25] Kormann,K.,张量列格式的半拉格朗日-弗拉索夫解算器。SIAM J.科学。计算。,4、B613-B632(2015)·Zbl 1325.76132号
[26] 科尔曼,K。;Sonnendrücker,E.,Vlasov-Poisson方程的稀疏网格,163-190·Zbl 1381.82020年
[27] 科维茨,C。;Pflüger,D。;詹科,F。;Hegland,M.,线性回转动力学初值问题的组合技术,205-222
[28] Mangeney,A。;加利福尼亚州F。;卡瓦佐尼,C。;Travnicek,P.,积分Vlasov-Maxwell方程组的数值格式。J.计算。物理。,2, 495-538 (2002) ·Zbl 1001.78025号
[29] 蒙兹,C.-D。;Omnes,P。;施耐德,R。;Sonnendrücker,E。;Voss,U.,基于双曲线模型的Maxwell解算器的散度校正技术。J.计算。物理。,2, 484-511 (2000) ·Zbl 0970.78010号
[30] 沈杰。;Yu,H.,高效谱稀疏网格方法及其在高维椭圆问题中的应用。SIAM J.科学。计算。,6, 3228-3250 (2010) ·兹比尔1233.65094
[31] 沈杰。;Yu,H.,高效谱稀疏网格方法及其在高维椭圆方程中的应用II。无边界域。SIAM J.科学。计算。,2、A1141-A1164(2012)·Zbl 1269.65130号
[32] 舒,C.-W。;Osher,S.,本质上非振荡冲击捕获方案的有效实现。J.计算。物理。,439-471 (1988) ·Zbl 0653.65072号
[33] 北卡罗来纳州Sircombe。;Arber,T.,VALIS:相对论2d Vlasov-Maxwell系统的分裂保守格式。J.计算。物理。,13, 4773-4788 (2009) ·Zbl 1175.82059号
[34] 铃木,A。;Shigeyama,T.,相对论性Vlasov-Maxwell系统的保守方案。J.计算。物理。,5, 1643-1660 (2010) ·Zbl 1186.82078号
[35] 王,Z。;唐奇。;郭伟。;Cheng,Y.,高维椭圆方程的稀疏网格间断Galerkin方法。J.计算。物理。,244-263 (2016) ·Zbl 1349.65636号
[36] Widmer,G。;希特迈尔,R。;Schwab,C.,辐射传输的稀疏自适应有限元。J.计算。物理。,12, 6071-6105 (2008) ·Zbl 1147.65095号
[37] Yang,H。;Li,F.,相对论性Vlasov-Maxwell系统的间断Galerkin方法。科学杂志。计算。,2-3, 1216-1248 (2017) ·兹比尔1382.78023
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。