马克思维尔有限元解算器的域分解框架及其在PIC中的应用
摘要：有限差分时域（FDTD）方法与牛顿运动定律结合是用于自洽模拟与带电粒子相互作用场的最流行方法。尽管它们很受欢迎，但FDTD粒子在介绍文章的动力学法（EM-FDTDPIC）方法的局限性是众所周知的。为了解决这些问题，过去十年间人们对寻找替代方法产生了很大兴趣。近几年来，粒子在单元法（EM-FEMPIC）中电磁有限元方法的进展突飞猛进。现在我们已经很好地理解了在不受条件限制下具有稳定性且能保持电荷守恒的隐式FEM方法所需的数学知识。其中一些进展是最近的。将EM-FEMPIC与基于FDTD的方案竞争的下一个瓶颈是克服计算成本。我们解决这个挑战的方法是开发两种不同的有限元撕裂和积分方法，并使用它们来为EM-FEMPIC创建域分解方案。文章介绍了所提出方法的详细信息以及一些结果，这些结果证明了电荷守恒以及在一些问题上成本的改善。
作者：Zane D. Crawford, O. H. Ramachandran, Scott O'Connor, Daniel L. Dault, John Luginsland, B. Shanker
论文ID：2204.13254
分类：Computational Physics
分类简称：physics.comp-ph
提交时间：2022-04-29