A fully implicit, conservative, non-linear, electromagnetic hybrid particle-ion/fluid-electron algorithm

مدل هیبرید شبه بی طرف با یون های سینتیکی و الکترون های سیال یک رویکرد امیدوار کننده برای برهم زدن ماهیت چندگانه ذاتی بسیاری از مشکلات در فضا و پلاسما آزمایشگاهی است. در اینجا، یک طرح جدید مبتنی بر ذره در سلول برای مدل ترکیبی برای مشکلات الکترومغناطیسی کاملا سه بعدی با گونه های متعدد یونی مشتق شده است که دارای توده، انرژی و حفظ انرژی است. این طرح شامل دوچرخه سواری و اوربیت-میانگین برای یون ها، با اختلاف محدودی سلول مرکزی و پیش بینی زمان متوسط ​​میانه است. برای کاهش نویز ذرات گسسته، این طرح توابع شکل دلخواه را برای درون یابی ذره بین و کاربرد هموار سازی دو طرفه محافظه کارانه به کار می برد. الگوریتم برای تعدادی از مشکلات آزمون برای نشان دادن صحت پیاده سازی، خواص حفاظتی منحصر به فرد و ویژگی های پایدار مطلوب طرح جدید تأیید شده است. به طور خاص، هیچ نشانه ای از رشد نامطلوب بی ثباتی شبکه محدود برای جمعیت یون های سرد که از طریق یک مش فضای یکنواخت عبور می کند، وجود ندارد، در حالیکه چندین طرح غالبا محافظه کارانه که معمولا مورد استفاده قرار می گیرند بسیار ناپایدار هستند.