An asymptotically stable semi-lagrangian scheme in the quasi-neutral limit

Radoin Belaouar 1, 2 Nicolas Crouseilles 1, 2 Pierre Degond 3 Eric Sonnendrücker 1, 2
1 CALVI - Scientific computation and visualization
IRMA - Institut de Recherche Mathématique Avancée, LSIIT - Laboratoire des Sciences de l'Image, de l'Informatique et de la Télédétection, Inria Nancy - Grand Est, IECL - Institut Élie Cartan de Lorraine
Abstract : This paper deals with the numerical simulations of the Vlasov-Poisson equation using a phase space grid in the quasi-neutral regime. In this limit, explicit numerical schemes suffer from numerical constraints related to the small Debye length and large plasma frequency. Here, we propose a semi-Lagrangian scheme for the Vlasov-Poisson model in the quasi-neutral limit. The main ingredient relies on a reformulation of the Poisson equation derived in [5] which enables asymptotically stable simulations. This scheme has a comparable numerical cost to that of an explicit scheme. Moreover, it is not constrained by a restriction on the size of the time and length step when the Debye length and plasma period go to zero. A stability analysis and numerical simulations confirm this.
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Journal of Scientific Computing, Springer Verlag, 2009, 41, pp.341-365
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Contributeur : Radoin Belaouar <>
Soumis le : mardi 20 novembre 2007 - 17:43:48
Dernière modification le : mercredi 12 décembre 2018 - 15:28:20
Document(s) archivé(s) le : lundi 12 avril 2010 - 02:52:39

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Radoin Belaouar, Nicolas Crouseilles, Pierre Degond, Eric Sonnendrücker. An asymptotically stable semi-lagrangian scheme in the quasi-neutral limit. Journal of Scientific Computing, Springer Verlag, 2009, 41, pp.341-365. 〈hal-00189383〉

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