一种应用于PIC静电模型的电位有限元求解算法

摘要

本发明属于粒子模拟PIC的数值模拟领域，具体涉及一种应用于PIC静电模型的电位有限元求解算法。本发明使用完全非结构化网格，该网格能够更好的拟合模型边界的形状，使得在复杂边界情况下PIC静电模型的电位求解具有更高的计算精度、更快的求解速度；将用于求解无源电磁场分布、热分析、力学分析等无粒子源问题的FEM求解电位的方法结合到典型的PIC方法中，在保持典型PIC方法的计算简单、快速的优良特性的同时，利用FEM得到更高的有限元计算精度；由于FEM方法既可以很好地匹配复杂边界，又可以根据模拟需要使用非均匀网格，且不受数值稳定性条件的限制，因此可以在保持计算精度的条件下，优化空间网格和时间步长，从而大幅地提高模拟效率。