Optimisation de méthodes numériques pour la physique des plasmas : application aux faisceaux de particules chargées
Langue Français
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Auteur : Crestetto, Anaïs
Date de soutenance : 04-10-2012

Directeur(s) de thèse : Helluy, Philippe

Président : Filbet, Francis
Rapporteur(s) : Ferrieres, Xavier
Membre(s) du jury : Sonnendrucker, Eric - Besse, Nicolas - Crouseilles, Nicolas

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Institut de recherche mathématique avancée (Strasbourg)
École doctorale : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
 
Discipline : Mathématiques appliquées et sciences sociales
Classification : Mathématiques

Mots-clés libres : Vlasov-Maxwell, Vlasov-Poisson, Vlasov-BGK, Décomposition micro-macro, Schéma préservant l'asymptotique, Programmation sur GPU, Méthode des moments, Modèle multi-water-bag
Mots-clés :
  • Plasmas (gaz ionisés) - Modèles mathématiques
  • Plasmas (gaz ionisés) - Méthodes de simulation
  • Théorie du transport
  • Méthode asymptotique numérique
Résumé : 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.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2012STRAD027
Type de ressource : Thèse