Las características de transporte del campo de flujo no estacionario en plumas de plasma rarefacto son cruciales para un arco de vacío pulsado en el que la distribución de partículas varía de 10 a 10 m. El método de simulación directa de Monte Carlo (DSMC) y el método de partículas en celda (PIC) se combinan generalmente para estudiar este tipo de campo de flujo. El método DSMC simula el movimiento de partículas neutras, mientras que el método PIC simula el movimiento de iones cargados. Aquí se investiga un algoritmo híbrido DSMC/PIC para determinar las características de flujo axisimétrico no estacionario de la expansión de plumas de plasma de arco de vacío. Las simulaciones numéricas se encuentran en consonancia con los experimentos realizados en el analizador de masa y energía de plasma (EQP). El campo eléctrico se resuelve mediante la ecuación de Poisson, que suele ser computacionalmente costosa. Se utiliza el formato de fila dispersa comprimida (CSR) para almacenar la enorme matriz diluida y la biblioteca PETSc para resolver la ecuación de Poisson a través de cálculos paralelos. Se investigan factores de peso dobles y dos pasos de tiempo bajo dos conjuntos de mallas utilizando el algoritmo híbrido DSMC/PIC. La malla PIC fina está anidada en la malla DSMC gruesa. Por lo tanto, se utiliza METIS para dividir la malla DSMC gruesa mucho más pequeña cuando surgen desequilibrios de carga dinámica. Se emplean dos parámetros para evaluar y distribuir la carga computacional de cada proceso. Debido a la auto-adaptación de los parámetros de balanceo de carga dinámica, se emplean millones de mallas y más de 150 millones de partículas para predecir las características de transporte de la pluma de plasma rarefacto. Ti atómico y Ti son inyectados en los pequeños cilindros. El análisis comparativo muestra que la tasa de difusión de Ti es más rápida que la de Ti atómico bajo el campo eléctrico, especialmente en la dirección z. Se adopta el modelo de pared de reflexión totalmente difusa, mostrando que las partículas neutras se acumulan en la pared, mientras que los iones cargados no lo hacen, debido a su campo eléctrico auto-consistente. La relación de aceleración máxima es de aproximadamente 17.94.