求解Vlasov-Poisson方程组的一种时间分裂傅里叶谱方法

摘要：

Vlasov-Poisson方程组是天体物理学和等离子体物理学的一类重要的动力学模型.本文为Vlasov-Poisson方程组设计了一种高效的数值计算方法 时间分裂傅里叶谱方法.在离散该方程组时,我们在时间方向采用时间分裂法,在空间变量方向和速度变量方向均采用傅里叶谱方法.本文首先对一维、二维Vlasov-Poisson方程组的四个守恒量做了分析和证明,然后分别用时间分裂傅里叶谱方法求解一维、二维的Vlasov-Poisson方程组,并给出了详细的算法求解过程.最后通过数值模拟结果证实该方法的准确性和可靠性,并验证了四个守恒量.

关键词：Vlasov-Poisson方程组、时间分裂傅里叶谱方法、守恒律、数值计算

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资助基金：国家自然科学基金11261065、91430103;教育部新世纪优秀人才基金NCET-13-0995

在线出版日期：2018-08-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共24页

页码：111-134