Multispecies structure-preserving particle discretization of the Landau collision operator

Filippo Zonta, Joseph V. Pusztay, Eero Hirvijoki

Tutkimustuotos: LehtiartikkeliArticleScientificvertaisarvioitu

2 Lataukset (Pure)

Abstrakti

This paper proposes a novel numerical integrator for modeling multispecies Coulomb collisions in kinetic plasmas. The proposed scheme provides an energy-, momentum-, and positivity-preserving particle discretization of the nonlinear Landau collision operator, extending the works of Carrillo et al. [J. Comput. Phys. 7, 100066 (2020)] and Hirvijoki [Plasma Phys. Controlled Fusion 63, 044003 (2021)]. The discrete-time conservation properties are analyzed both algebraically and numerically, and an efficient, graphics processing unit-parallelized implementation is validated against inhomogeneous temperature relaxation, isotropization, and thermalization examples. The results agree with analytical estimates, confirming the method capable of reproducing physics.
AlkuperäiskieliEnglanti
Artikkeli123906
Sivumäärä11
JulkaisuPhysics of Plasmas
Vuosikerta29
Numero12
DOI - pysyväislinkit
TilaJulkaistu - 14 jouluk. 2022
OKM-julkaisutyyppiA1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Multispecies structure-preserving particle discretization of the Landau collision operator'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä