ISSDE:基于第一性原理随机微分方程的碰撞等离子体隐式模拟

• 作者: 刘健 王雨雷 秦宏 郑艺峰
• 来源期刊: 计算物理
• 学科: 物理学
• 关键词: Fokker-Planck方程 Stratonovich SDE 隐式 慢化过程
• 年，卷（期）: 2019,（3）
• 页码范围: 265-279
• 页数: 15页
• 分类号: O53
• 字数: 7202字
• 语种: 中文
• DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.7843

摘要

开发一种适用于求解含库仑碰撞等离子体随机微分方程(SDE)的第一性原理隐式模拟程序——Implicit Stratonovich Stochastic Differential Equations(ISSDE).该程序基于Fokker-Planck(FP)方程与Stratonovich SDE的等价性理论,通过精确求解Stratonovich SDE达到对FP方程的高效第一性原理计算的目标.ISSDE采用隐式格式保证求解的数值稳定性,同时可以保证粒子碰撞过程的能量守恒.ISSDE基于C++语言开发,具有标准接口和灵活的可扩展模组.通过模拟电子束在非磁化和磁化致密等离子体中的慢化过程验证ISSDE的正确性,并展示该程序在碰撞等离子体模拟中的应用.