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A Gas-Kinetic Scheme for Collisional vlasov-poisson equations in Cylindrical Coordinates

Communications in Computational Physics 2022年第8期32卷 779-809页

作者： Yi Wang Jiexing Zhang Guoxi Ni University of Science and Technology of China HefeiChina Graduate school of China Academy of Engineering Physics BeijingChina Institute of Applied Physics and computational mathematics BeijingChina

Many configurations in plasma physics are axisymmetric,it will be more convenient to depict them in cylindrical coordinates compared with Cartesian *** this paper,a gas-kinetic scheme for collisional vlasov-poisson equations in cylindrical coordinates is proposed,our algorithm is based on Strang *** equation is divided into two parts,one is the kinetic transport-collision part solved by multiscale gas-kinetic scheme,and the other is the acceleration part solved by a Runge-Kutta *** asymptotic preserving property of whole algorithm is proved and it’s applied on the study of charge separation problem in plasma edge and 1D Z-pinch *** results show it can capture the process fromnon-equilibrium to equilibrium state by Coulomb collisions,and numerical accuracy is obtained.

关键词： vlasov-bgk-poisson equations cylindrical coordinates gas-kinetic scheme asymptotic preserving property Coulomb collisions

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