Analysis of a new class of Forward Semi-Lagrangian schemes for the 1D Vlasov-Poisson Equations

Thomas Respaud 1, 2 Eric Sonnendrücker 1, 2
2 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 : The Vlasov equation is a kinetic model describing the evolution of charged particles, and is coupled with Poisson's equation, which rules the evolution of the self-consistent electric field. In this paper, we introduce a new class of forward Semi-Lagrangian schemes for the Vlasov-Poisson system based on a Cauchy Kovalevsky (CK) procedure for the numerical solution of the characteristic curves. Exact conservation properties of the first moments of the distribution function for the schemes are derived and a convergence study is performed that applies as well for the CK scheme as for a more classical Verlet scheme. The convergence in L1 norm of the schemes is proved and error estimates are obtained.
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Numerische Mathematik, Springer Verlag, 2011, 118 (2), pp.329-366. 〈10.1007/s00211-010-0351-2〉
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Contributeur : Eric Sonnendrücker <>
Soumis le : vendredi 30 juillet 2010 - 15:24:06
Dernière modification le : jeudi 15 mars 2018 - 01:33:05
Document(s) archivé(s) le : jeudi 4 novembre 2010 - 10:13:32

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Thomas Respaud, Eric Sonnendrücker. Analysis of a new class of Forward Semi-Lagrangian schemes for the 1D Vlasov-Poisson Equations. Numerische Mathematik, Springer Verlag, 2011, 118 (2), pp.329-366. 〈10.1007/s00211-010-0351-2〉. 〈hal-00442957v2〉

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