Contribution to the numerical analysis and simulation of the Vlasov equation
Filbet, Francis
HAL, NNT: 2001NAN10068 / Harvested from HAL
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.
Publié le : 2001-07-02
Classification:  Méthode semi-lagrangienne,  Schéma volumes-finis,  Équation de Fokker-Planck-Landau,  Plasmas (gaz ionisés),  Équations aux dérivées partielles -- Solutions numériques,  Transport,  Théorie du,  [MATH.MATH-GM]Mathematics [math]/General Mathematics [math.GM]
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Filbet, Francis. Contribution to the numerical analysis and simulation of the Vlasov equation. HAL, Tome 2001 (2001) no. 0, . http://gdmltest.u-ga.fr/item/NNT:%202001NAN10068/