×

夏普

swMATH ID: 41743
软件作者: Mohamad Shalaby、Avery E.Broderick、Philip Chang、Christoph Pfrommer、Astrid Lamberts、Ewald Puchwein
描述: SHARP:一种空间高阶相对论粒子单元代码。目前,粒子-细胞(PIC)代码中的数值加热妨碍了长时间精确模拟冷相对论等离子体,严重限制了其在天体物理环境中的应用。我们提出了一种一维空间高阶精确相对论PIC算法,该算法精确地守恒电荷和动量。我们利用高阶插值函数所隐含的平滑度来实现空间高阶精度算法(高达五阶)。我们针对几个测试问题验证了我们的算法——静止等离子体的热稳定性、线性等离子体波的稳定性以及相对论和非相对论状态下的两流不稳定性。将我们的模拟和色散关系的精确解进行比较,我们证明SHARP可以定量地再现线性区的重要动力学特征。与常见的二阶格式相比,我们的模拟在控制能量不守恒和避免数值加热方面具有优越的能力。我们为通用PIC算法的收敛性提供了一个自然定义:模拟捕获的物理模式的补充,即那些位于泊松噪声之上的模式,必须与分辨率成正比增长。这意味着有必要同时增加每个细胞的粒子数并减小细胞大小。我们证明,传统的收敛测试方法失败,导致能量误差趋于平稳。这个新的PIC代码使我们能够忠实地研究等离子体问题的长期演变,这些问题需要对能量和动量守恒进行绝对控制。
主页: https://arxiv.org/abs/1702.04732
相关软件: 蛋白石;AMReX公司;ORB5(ORB5);RIDC公司;科学Py;蟒蛇;SPIS公司;产品分成合同;OSIRIS公司;瓦多
引用于: 4文件

按年份列出的引文