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半拉格朗日间断伽辽金格式的刮削层动力学模拟

Kinetic scrape off layer simulations with semi-Lagrangian discontinuous Galerkin schemes

Lukas Einkemmer, Alexander Moriggl

AI总结:

本文提出一种半拉格朗日间断伽辽金求解器,结合时间自适应速度空间、块结构网格和高效GPU限制器,模拟电子-离子等离子体刮削层,并通过基准测试验证其性能。

摘要:

本文提出了一种半拉格朗日间断伽辽金求解器,用于模拟电子-离子等离子体的刮削层。我们采用时间自适应速度空间来处理离开计算域的快速粒子,使用块结构网格来解析等离子体鞘层中的陡峭梯度,并采用限制器来避免密度函数中的振荡。特别地,我们提出了一种可直接从半拉格朗日间断伽辽金平流步骤中使用的信息计算出的限制器。该限制器在图形处理单元(GPU)上特别高效,并与文献中的限制器相比具有优势。我们提供了一组基准问题的数值结果,并比较了不同的限制策略。

英文摘要:

In this paper we propose a semi-Lagrangian discontinuous Galerkin solver for the simulation of the scrape off layer for an electron-ion plasma. We use a time adaptive velocity space to deal with fast particles leaving the computational domain, a block structured mesh to resolve the sharp gradient in the plasma sheath, and limiters to avoid oscillations in the density function. In particular, we propose a limiter that can be computed directly from the information used in the semi-Lagrangian discontinuous Galerkin advection step. This limiter is particularly efficient on graphic processing units (GPUs) and compares favorable with limiters from the literature. We provide numerical results for a set of benchmark problems and compare different limiting strategies.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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