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刘洪涛;蔡晓峰;曹勇;乔瓦尼·拉彭塔

Vlasov-Ampère系统的高效节能半拉格朗日动力学方案。 （英语） Zbl 1528.76112号

J.计算。物理学。 492，文章ID 112412，18 p.（2023）.
摘要：在本文中，我们提出了一种新的Vlasov-Ampère系统的动力学方案，称为节能半拉格朗日（ECSL）。ECSL的新颖之处在于，它保留了显式格式的效率，同时保持了隐式格式的能量守恒和无条件稳定性，而不依赖于非线性迭代。提出的ECSL方法包括两个主要部分：保守的半拉格朗日（CSL）格式和一个新的场求解器。CSL格式用于Vlasov方程的相空间离散化，这使得该格式能够精确地保持质量并消除Courant Friedrichs-Lewy限制。通过将Ampère方程和Vlasov方程的矩以半隐式方式耦合，提出了一种新的电场求解器，从而可以显式高效地计算电场。新型场解算器和CSL的结合确保了ECSL方案在完全离散的水平上保持总能量和质量，而不考虑空间分辨率和时间步长。此外，即使ECSL方案的空间和时间分辨率不足以完全解析德拜长度和等离子体周期，该方案仍然提供了可靠的解决方案，使其成为多尺度和长时间模拟的一个很有前途的工具。通过几个数值实验验证了该方法的准确性、效率和守恒性。

理学硕士：

76X05型 电磁场中的电离气体流动；浆流
65亿75 涉及偏微分方程的初值和初边值问题的概率方法、粒子方法等
76米28 粒子法和晶格气体法

关键词：

等离子体动力学建模;半拉格朗日格式;Vlasov-Ampère系统;节能

软件：

维德;iPIC3D
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
\textit{H.Liu}等人，J.Compute。物理学。492，文章ID 112412，18 p.（2023；Zbl 1528.76112）
全文： 内政部

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