کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6929853 867531 2016 16 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
A 3D immersed finite element method with non-homogeneous interface flux jump for applications in particle-in-cell simulations of plasma-lunar surface interactions
ترجمه فارسی عنوان
یک روش عنصر محدودی غوطهور غوطه ور با شیب رابط غیر همگن برای برنامه های کاربردی در شبیه سازی ذرات درون سلول های تعامل سطوح پلاسما و ماه
کلمات کلیدی
مشکلات رابط شرایط شیب غیر همگن، عناصر محدود غوطه ور، ذرات در سلول، محیط های پلاسما، سطح قمری،
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر نرم افزارهای علوم کامپیوتر
چکیده انگلیسی
Motivated by the need to handle complex boundary conditions efficiently and accurately in particle-in-cell (PIC) simulations, this paper presents a three-dimensional (3D) linear immersed finite element (IFE) method with non-homogeneous flux jump conditions for solving electrostatic field involving complex boundary conditions using structured meshes independent of the interface. This method treats an object boundary as part of the simulation domain and solves the electric field at the boundary as an interface problem. In order to resolve charging on a dielectric surface, a new 3D linear IFE basis function is designed for each interface element to capture the electric field jump on the interface. Numerical experiments are provided to demonstrate the optimal convergence rates in L2 and H1 norms of the IFE solution. This new IFE method is integrated into a PIC method for simulations involving charging of a complex dielectric surface in a plasma. A numerical study of plasma-surface interactions at the lunar terminator is presented to demonstrate the applicability of the new method.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Journal of Computational Physics - Volume 321, 15 September 2016, Pages 965-980
نویسندگان
, , , , ,