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半隐式时间积分碰撞磁化等离子体的动力学模拟。 (英语) Zbl 1407.65146号

概述:具有不同碰撞性的等离子体在许多应用中都会发生,例如托卡马克边缘区域,在那里,流动的特点是密度和温度发生显著变化。虽然弱碰撞高温等离子体需要动力学模型,但较冷区域的高碰撞性使得方程由于不同的时间尺度而在数值上变得僵硬。本文针对这种情况,我们提出了一种隐式-显式算法,其中碰撞项在时间上隐式积分,而平流项在时间中显式积分,从而允许与平流时间尺度相当的时间步长。与使用显式时间积分器的算法相比,这种划分产生了更高效的算法,其中时间步长受到刚性碰撞时间尺度的限制。我们在COGENT(一种高阶有限体积回转动力学代码)中实现了半隐式可加性Runge-Kutta方法,并测试了这些半隐式方法在高碰撞等离子体测试用例中的准确性、收敛性和计算成本。

MSC公司:

6500万08 含偏微分方程初值和初边值问题的有限体积法
65升06 常微分方程的多步、Runge-Kutta和外推方法
第35季度83 弗拉索夫方程
84年第35季度 福克-普朗克方程
82天75 核反应堆理论;中子输运
82D10号 等离子体统计力学
82立方31 随机方法(福克-普朗克、朗之万等)应用于含时统计力学问题
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