Study of the coupling of numerical methods for the solving of the Vlasov Maxwell equations

par Thomas Respaud

Thèse de doctorat en Sciences

Sous la direction de Eric Sonnendrücker.

Soutenue en 2010

à Strasbourg .

  • Titre traduit

    Etude du couplage de méthodes numériques pour les équations de Vlasov Maxwell


  • Résumé

    Une nouvelle méthode est proposée pour la simulation des plasmas utilisant le modèle cinétique qui couple les équations de Vlasov pour la distribution des particules et de Maxwell pour la contribution des champs électromagnétiques. Cette méthode est semi-Lagrangienne, elle utilise une grille de l'espace des phases et se sert des caractéristiques de l'équation de Vlasov. Ces caractéristiques sont suivies en avançant dans le temps, ce qui permet plusieurs avantages par rapport à la méthode classique. Déjà, cette méthode est explicite, ce qui permet une montée en ordre facilitée qui peut offrir davantage de stabilité, et la possibilité de construire des schémas qui conservent la charge en utilisant ses similitudes avec les méthodes PIC. Ceci est fondamental pour s'assurer que les solutions calculées sont bien physiques.


  • Résumé

    A new method for studying the evolution of plasmas is proposed, using the kinetic model coupling the Vlasov equation for the particles distribution, and the Maxwell's ones which rule the evolution of the electromagnetic fields. This is a semi-Lagrangian method, based on a grid of the phase space, and a resolution of the characteristics of the Vlasov equation. These characteristics are followed forwardly in time, which enables a few advantages comparing to the classical method. First, this method is explicit, and implementing high order algorithms is easier, which allows to get more stability. Moreover, this method has similarities with the classical PIC method, which will be used in order to build charge preserving algorithms, which is very important in order to ensure that the computed solutions are physical.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XXVIII-154 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Notes bibliogr.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Danièle Huet-Weiller.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2010;0771
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