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Etude Des Methodes De Simulations Numeriques Par Codes Euleriens De Vlasov Pour Les Plasmas Chauds
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Book Synopsis Etude des méthodes de simulations numériques par codes eulériens de Vlasov pour les plasmas chauds by : Abdelkader Benmedjadi
Download or read book Etude des méthodes de simulations numériques par codes eulériens de Vlasov pour les plasmas chauds written by Abdelkader Benmedjadi and published by . This book was released on 1991 with total page 122 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Notre travail entre dans le cadre d'une étude numérique de la physique des plasmas, et, plus particulièrement la résolution numérique du système Vlasov-Poisson par codes eulériens. La fonction de distribution qui obéit à l'équation de Vlasov, possède la propriété d'osciller au cours du temps avec des longueurs d'onde de plus en plus petites, et fait apparaître des microstructures. D'un point de vue numérique, tout schéma est basé sur un échantillonnage de l'espace des phases avec une grille spatiale X et une grille dans l'espace des vitesses V. Il est évident que lorsque la microstructure devient aussi petite que XV, le code numérique ne peut plus suivre correctement la solution mathématique de l'équation de Vlasov. Il se produit un lissage (perte de la microstructure) dû à l'échantillonnage. D'un point de vue physique, nous avons montré que la perte de la microstructure n'influe pas sur le comportement physique ultérieur du plasma. L'étude de l'évolution au cours du temps de l'entropie du système ou plus généralement de la fonction H nous a permis de répondre à ces questions.
Book Synopsis Simulation eulérienne de Vlasov pour l'étude de la turbulence ionique dans les plasmas de tokamak by : Gilles Depret
Download or read book Simulation eulérienne de Vlasov pour l'étude de la turbulence ionique dans les plasmas de tokamak written by Gilles Depret and published by . This book was released on 1999 with total page 126 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: La réaction de fusion thermonucléaire contrôlée est un moyen d'obtenir de l'énergie à partir de ressources pratiquement illimitées. Les fortes températures de réaction mises en jeu (quelques centaines de millions de degrés) nécessitent de confiner le plasma (gaz de particules ionisées) dans une enceinte immatérielle. Ce confinement est réalisé soit à l'aide de lasers (fusion inertielle), soit à l'aide de champs magnétiques intenses. Nous nous intéressons dans cette thèse à la fusion par confinement magnétique dans les tokamaks et notamment à une instabilité que l'on rend responsable de la dégradation du confinement : l'instabilité d'ions piégés. La configuration magnétique d'un tokamak est telle que les particules suivent les lignes de champ magnétique s'inscrivant sur des tores emboîtés les uns dans les autres. Toutefois, toutes les particules ne présentent pas le même mouvement au sein du plasma et certaines sont ainsi piégées dans des miroirs magnétiques locaux. La présence d'un gradient de température ionique favorise un transfert d'énergie onde-particule à la fréquence de précession des ions piégés et génère ainsi l'instabilité. Nous faisons appel à la simulation numérique pour son étude. Un code Vlasov utilisant une méthode originale de résolution, la méthode semi-Iagrangienne a ainsi été mis au point. La grande stabilité de ce schéma numérique et son adéquation au calcul parallèle nous ont permis de tester avec succès ce code en le comparant au modèle théorique des modes d'ions piégés pour des simulations proches du seuil d'instabilité. En particulier, les taux de croissance issus des simulations sont en très bon accord avec ceux donnés par une théorie linéaire que nous avons développée. Nous sommes donc capable de suivre le développement d'une instabilité et de la caractériser par son seuil, par son taux de croissance et par son comportement en phase de saturation (calcul du flux de chaleur).
Book Synopsis Apport des codes euleriens à la simulation numérique en physique des plasmas by : Alain Ghizzo
Download or read book Apport des codes euleriens à la simulation numérique en physique des plasmas written by Alain Ghizzo and published by . This book was released on 1987 with total page 204 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: On résout le système Vlasov-Poisson décrivant les plasmas non linéaires, par intégration directe dans l'espace des phases, au moyen de simulations numériques à partir de deux codes eulériens différents. Une propriété bien connue d'un plasma électronique sans collision est sa capacité à engendrer des équilibres de Bernstein-Greene-Kruskal qui forment des structures spatialement périodiques, présentant des vorticités dans l'espace des phases. Les résultats numériques indiquent que l'évolution de ces vorticités conduit à la fusion jusqu'à ce qu'un seul trou persiste et demeure stable
Book Synopsis CONTRIBUTION DES CODES EULERIENS EN PHYSIQUE DES PLASMAS NON COLLISIONNELS by : HABIBA.. FIGUA
Download or read book CONTRIBUTION DES CODES EULERIENS EN PHYSIQUE DES PLASMAS NON COLLISIONNELS written by HABIBA.. FIGUA and published by . This book was released on 1999 with total page 200 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CE TRAVAIL RENTRE DANS LE CADRE DE LA SIMULATION NUMERIQUE DES PROBLEMES FORTEMENT NONLINEAIRES EN PHYSIQUE DES PLASMAS NON COLLISIONNELS. A CET EFFET, NOUS AVONS ETUDIE TROIS ASPECTS DIFFERENTS DE CES PROBLEMES. LE PREMIER CHAPITRE TRAITE L'EXPANSION D'UN PLASMA CONSTITUE DE TROIS ESPECES (ELECTRONS, IONS POSITIFS ET IONS NEGATIFS). LES EQUATIONS DE BASES SONT ECRITES DANS UNE NOUVELLE ECHELLE EN ESPACE ET EN TEMPS A L'AIDE DES TRANSFORMATIONS DU REDIMENSIONNEMENT QUI ABSORBENT ANALYTIQUEMENT L'EXPANSION. DANS CE PLASMA, LA TEMPERATURE DECROIT EN T - 2 ET LE NOUVEAU TEMPS EST UNE COMPRESSION LOGARITHMIQUE. LES RESULTATS NUMERIQUES SONT DONNES PAR UN CODE EULERIEN. LA SIMULATION NUMERIQUE DU SYSTEME VLASOV-POISSON EXHIBE UNE FILAMENTATION DANS L'ESPACE DES PHASES. DANS LE DEUXIEME CHAPITRE NOUS ETUDIONS UNE NOUVELLE METHODE INTRODUITE PAR A. KLIMAS DANS LE BUT DE REMEDIER A CETTE FILAMENTATION. CETTE METHODE CONSISTE A CONVOLER LA FONCTION DE DISTRIBUTION AVEC UNE GAUSSIENNE EN VITESSE. NOUS ETUDIONS LA STABILITE DU SYSTEME VLASOV-POISSON QUI DECOULE DE CETTE OPERATION, ENSUITE NOUS MONTRONS LA NECESSITE DE LA TRANSFORMEE DE FOURIER EN LES VARIABLES D'ESPACE ET DE VITESSE POUR LA RESOLUTION DE CETTE NOUVELLE EQUATION. BIEN QUE L'ENTROPIE SOIT THEORIQUEMENT UN INVARIANT DU SYSTEME VLASOV-POISSON, ELLE PRESENTE UNE CROISSANCE NUMERIQUE. CE PHENOMENE SE TRADUIT PAR UNE PERTE D'INFORMATION. DANS LE TROISIEME CHAPITRE NOUS EVALUONS CETTE PERTE.
Book Synopsis Simulations numériques de l'équation de Vlasov à l'aide d'outils parallèles by : Julien Peyroux
Download or read book Simulations numériques de l'équation de Vlasov à l'aide d'outils parallèles written by Julien Peyroux and published by . This book was released on 2005 with total page 71 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Les problèmes liés à l'interaction laser-matière ou la turbulence dans les plasmas de tokamak rencontrée en fusion magnétique impliquent l'étude de plasmas de Vlasov fortement non linéaires et/ou relativistes. Le recours à des outils de simulation performants sur de puissants ordinateurs s'avère nécessaire pour mieux comprendre les mécanismes physiques mis en jeu dans ces deux domaines. Le développement de méthodes non particulaires (ou plus exactement semi-lagrangiennes) pour la résolution des équations cinétiques et en particulier pour l'Étude des interactions ondes-particules reste une voie particulièrement prometteuse compte tenu de l'importance des résultats déjà obtenus. Ce projet a pour objectif de rendre encore plus performantes les résolutions de codes Vlasov grâce à ces divers outils de parallelisation (MPI, OpenMP...), Pour notre travail, un " cas test " simplifié nous a servi de base pour la construction des codes parallèles afin d'obtenir un squelette informatique qui, par la suite, pourra être réutilisé pour des modèles de plus en plus complexes (à plus de quatre variables d'espace des phases). Ce qui permettra de traiter ainsi des situations plus réalistes liées par exemple à l'injection d'impulsions ultra courtes et ultra intenses dans un plasma en fusion inertielle ou encore à l'étude de l'instabilité d'ions piégés, mécanisme maintenant admis comme étant responsable de la génération de la turbulence dans les plasmas de tokamak.
Book Synopsis RESOLUTION NUMERIQUE DU SYSTEME VLASOV-POISSON by : PASCAL.. MINEAU
Download or read book RESOLUTION NUMERIQUE DU SYSTEME VLASOV-POISSON written by PASCAL.. MINEAU and published by . This book was released on 1989 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: L'EXCITATION D'UNE ONDE ELECTROSTATIQUE D'AMPLITUDE FINIE DANS UN PLASMA UNIDIMENSIONNEL SANS COLLISION (DECRIT PAR L'EQUATION DE VLASOV) PROVOQUE LA FORMATION DE VORTEX PAR PIEGEAGE D'ELECTRONS. LE MIXAGE DE PHASE PERMET LA STABILISATION DES VORTEX QUI PERSISTENT SUR DES TEMPS TRES LONGS. L'INTERACTION ENTRE VORTEX EST UN PROBLEME DELICAT QUI DONNE LIEU A DES SITUATIONS COMPLEXES TELLES QUE LA FUSION DE VORTEX, LA CREATION DE BOSSES (AUGMENTATION DE LA DENSITE DANS L'ESPACE DES PHASES). DE NOMBREUSES SIMULATIONS NUMERIQUES MONTRENT L'EXISTENCE D'UN ETAT ASYMPTOTIQUE PERIODIQUE DANS LE TEMPS. CET ETAT EST FORME D'UNE STRUCTURE (TROU OU BOSSE) SE DEPLACANT A UNE VITESSE CONSTANTE ET INDUISANT DANS LE CORPS DU PLASMA LA FREQUENCE BALISTIQUE CORRESPONDANTE. LES EQUILIBRES B.G.K. NE SONT QU'UN CAS PARTICULIER OU LA VITESSE DES VORTEX EST NULLE. DES RESULTATS SEMBLABLES ONT ETE OBTENUS SUR LE FLUIDE AUTO-GRAVITANT (DECRIT LUI AUSSI PAR L'EQUATION DE VLASOV), CE QUI APPORTE DES ELEMENTS DE REPONSE AU PROBLEME DE LA RELAXATION VIOLENTE. CES RESULTATS ONT PU ETRE OBTENUS GRACE A L'UTILISATION D'UN CODE EULERIEN DONT L'AVANTAGE EST DE FOURNIR UNE BONNE RESOLUTION DES ZONES DE FAIBLES DENSITES OU SE SITUENT BIEN SOUVENT LES VORTEX. LA DERNIERE PARTIE DE CE TRAVAIL PRESENTE UN NOUVEAU SCHEMA NUMERIQUE EULERIEN INTERESSANT POUR SA SIMPLICITE ET SA RAPIDITE. PARALLELEMENT AUX SIMULATIONS NUMERIQUES, PEU DE DEVELOPPEMENTS ANALYTIQUES EXISTENT POUR L'ETUDE DU GAZ AUTO-GRAVITANT. NOUS INTRODUISONS UNE METHODE DE PERTURBATION DE L'EQUATION DE VLASOV AUTOUR D'UNE SITUATION EN EXPANSION LIBRE QUI DECRIT, SUR DES TEMPS INFERIEURS A LA PERIODE DE JEAN, L'EVOLUTION D'UN SYSTEME DONT LE VIRIEL EST TRES ELEVE
Book Synopsis Contribution à l'analyse et la simulation numérique de l'équation de Vlasov by : Francis Filbet
Download or read book Contribution à l'analyse et la simulation numérique de l'équation de Vlasov written by Francis Filbet and published by . This book was released on 2001 with total page 202 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail est consacré à l'étude de quelques problèmes de la physique des plasmas: le transport de particules chargées et l'étude des collisions. Dans un premier temps, plusieurs méthodes eulériennes pour la discrétisation de l'équation de Vlasov, modélisant le transport des particules, sont proposées. L'originalité de ces méthodes est l'utilisation d'un maillage ou d'une grille de l'espace des phases pouvant aller jusqu'à six dimensions. Une démonstration rigoureuse de la convergence et des estimations d'erreurs sont d'abord présentées pour un schéma simplifié. Puis des schémas d'ordre plus élevé sont proposés et appliqués à la physiques des faisceaux. Leur précision permet de mettre en évidence des phénomènes très fins comme la formation de halos. Ensuite, des schémas déterministes appliquées à l'opérateur de Landau, qui décrit les collisions binaires dans un plasma, sont proposés. Des tests numériques permettent de comparer les différentes méthodes et mettent en évidence l'effet des collisions dans l'évolution du plasma. Dans la dernière partie, le problème d'existence de solutions pour le modèle de Vlasov-Darwinen dimension trois est traité. Pour cela, des méthodes classiques sur les équations cinétiques et des résultats surles problèmes elliptiques sont utilisés. Enfin, la convergence du système de Vlasov-Darwin vers Vlasov-Poisson est prouvée.
Book Synopsis Optimisation de méthodes numériques pour la physique des plasmas by : Anaïs Crestetto
Download or read book Optimisation de méthodes numériques pour la physique des plasmas written by Anaïs Crestetto and published by . This book was released on 2012 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Cette thèse propose différentes méthodes numériques pour simuler les plasmas ou les faisceaux de particules chargées à coût réduit. Le mouvement de particules chargées soumises à un champ électromagnétique est régi par l'équation de Vlasov, couplée aux équations de Maxwell ou de Poisson. Dans la première partie, une méthode multi-fluides est utilisée pour la résolution du système de Vlasov-Poisson 1D. Elle est basée sur la connaissance a priori de la forme prise par la fonction de distribution f. Ce type de méthodes est plutôt adapté aux systèmes restant proches de l'état d'équilibre. La deuxième partie propose de décomposer f en une partie d'équilibre et une perturbation. L'équilibre est résolu par une méthode fluide, la perturbation par une méthode cinétique plus précise. On construit un schéma préservant l'asymptotique pour le système de Vlasov-Poisson-BGK basé sur une telle décomposition. On étudie dans la troisième partie la méthode PIC en géométrie 2D axisymétrique. Un travail basé sur l'analyse isogéométrique est présenté ainsi qu'un code PIC - Galerkin Discontinu parallélisé sur carte graphique.
Book Synopsis SUR LES MODELES DE VLASOV, SCHRODINGER ET WIGNER EN PHYSIQUE DES PLASMAS by : Giovanni Manfredi
Download or read book SUR LES MODELES DE VLASOV, SCHRODINGER ET WIGNER EN PHYSIQUE DES PLASMAS written by Giovanni Manfredi and published by . This book was released on 1994 with total page 177 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE MODELE DE VLASOV-POIRRON EST UTILISE POUR ETUDIER L'EXPANSION DANS LE VIDE D'UN PLASMA A DEUX COMPOSANTES. L'ETUDE FAIT INTERVENIR DES TECHNIQUES A LA FOIS NUMERIQUES (CODES DITS EULERIENS) ET ANALYTIQUES (TRANSFORMATION DE REDIMENSIONNEMENT). SELON LA GEOMETRIE DE L'EXPANSION, ON MONTRE L'APPARITION DE DOUBLES COUCHES CHARGEES, OU BIEN LA NEUTRALISATION DU PLASMA. LA VALIDITE DES MODELES HYDRODYNAMIQUES EST AUSSI DISCUTEE. L'EXPANSION DANS LE VIDE EST ENSUITE ETUDIEE POUR UN PLASMA QUANTIQUE (MODELE DE SCHRODINGER-POISSON), A UNE ET DEUX ESPECES, POUR DIFFERENTES GEOMETRIES. NOUS ANALYSONS LA MANIERE DONT CES SYSTEMES APPROCHENT LEUR LIMITE CLASSIQUE. CES RESULTATS SONT ETENDUS A DES SYSTEMES CONFINES (GAZ D'ELECTRONS DANS UN CHAMP MAGNETIQUE UNIFORME), POUR LESQUELS NOUS AVONS DEVELOPPE UN CODE POUR LA RESOLUTION DES EQUATIONS DE SCHRODINGER-POISSON A DEUX DIMENSIONS SPATIALES. UN TROISIEME MODELE QUE NOUS ABORDONS EST CELUI DE WIGNER (REPRESENTATION DE LA MECANIQUE QUANTIQUE DANS L'ESPACE DES PHASES). NOUS ETUDIONS QUELQUES PROPRIETES ANALYTIQUES DES FONCTIONS DE WIGNER (DEFINITION D'UNE ENTROPIE, LISSAGE PAR CONVOLUTION). CES CONCEPTS SONT APPLIQUES A L'ETUDE NUMERIQUE D'UN OSCILLATEUR QUANTIQUE NON LINEAIRE
