A dual grid geometric electromagnetic particle in cell method
Katharina Kormann and Eric Sonnendrücker
几何粒子在细胞内离散化的基础上,通过从离散作用原理推导运动方程的方程,对符合麦克斯韦方程的de Rham结构的场和标准的粒子在细胞中的运算参数的离散化。 虽然早期的工作集中在有限元离散离散化的基础上,基于有限元素外部微积分理论的字段,我们在本文中提出了基于模仿有限差异所传达的思想的场方程的替代公式。 使用交错的网格来表达所需的二元性。 我们构建了一个基于自由度的有限差公式,定义为原始及其双网格上的点值,边缘,面和体积积分。 与有限元公式相比,没有质量矩阵反转参与Maxwell求解器的配方。 在数值实验中,我们验证了新方法的保存特性,并研究了离散化中各种参数的影响。
Geometric particle-in-cell discretizations have been derived based on a discretization of the fields that is conforming with the de Rham structure of the Maxwell's equation and a standard particle-in-cell ansatz for the fields by deriving the equations of motion from a discrete action principle. While earlier work has focused on finite element discretization of the fields based on the theory of Finite Element Exterior Calculus, we propose in this article an alternative formulation of the field e...