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 全部的 前5名20位作者引用 1 安德烈亚斯·阿德尔曼 1 巴萨米安,亚恩 1 乔亚基姆·伯尼尔 1 马修·贝登古(Matthew T.Bettencourt)。 1 Dominic A.S.布朗。 1 安托万·J·塞尔丰。 1 马蒂亚斯·弗雷 1 Sever A.Hirstoaga。 1 斯蒂芬·贾维斯。 1 约翰·P·琼斯。 1 萨蒂什·马赫斯瓦兰 1 米歇尔·梅伦伯格 1 穆拉利克里什南,斯里拉姆克里什南 1 纳蒂拉,佐纳斯 1 尼采 1 李·福雷斯特·里克斯顿 1 丹尼尔·鲁普雷希特 1 克里斯·斯梅特 1 史蒂文·托比亚斯(Steven M.Tobias)。 1 史蒂文·赖特(Steven A.Wright)。 4篇连载文章中引用 1 计算物理杂志 1 应用数学与计算 1 欧洲应用和工业数学系列(ESAIM):论文集和调查 1 计算物理杂志:X 在5个字段中引用 三 数值分析(65-XX) 2 流体力学(76-XX) 2 统计力学,物质结构(82-XX) 1 偏微分方程(35-XX) 1 光学、电磁理论(78-XX) 按年份列出的引文