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Simulations de plasma cinétique: méthode PIC

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Description

Cette séance de cours couvre les simulations cinétiques de plasma, en se concentrant sur la méthode Particle-in-Cell (PIC) pour résoudre l'équation de Vlasov. Les sujets abordés comprennent les échelles de temps du plasma, les approches de simulation et les défis numériques dans les simulations de turbulence cinétique.

Dans MOOC

Physique des plasmas : Introduction

Le plasma, quatrième état de la matière, est de loin la forme la plus abondante de matière connue dans l'univers. Son comportement est très différent des autres états de la matière que nous connaissons habituellement. Pour le comprendre, un formalisme rigoureux est nécessaire. Ce formalisme est essentiel non seulement pour expliquer d'importants phénomènes astrophysiques, mais aussi pour optimiser de nombreuses applications industrielles et médicales et pour obtenir de l'énergie de fusion sur Terre. Ce co

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Concepts associés (32)

Simulation des grandes structures de la turbulence

La simulation des grandes structures de la turbulence (SGS ou en anglais LES pour Large Eddy Simulation) est une méthode utilisée en modélisation de la turbulence. Elle consiste à filtrer les petites échelles qui sont modélisées et en calculant directement les grandes échelles de la cascade turbulente. Cette méthode a été introduite par Joseph Smagorinsky en 1963 et utilisée pour la première fois par James W. Deardoff en 1970. Elle permet de calculer un écoulement turbulent en capturant les grandes échelles pour un coût raisonnable.

Turbulence

vignette|Léonard de Vinci s'est notamment passionné pour l'étude de la turbulence. La turbulence désigne l'état de l'écoulement d'un fluide, liquide ou gaz, dans lequel la vitesse présente en tout point un caractère tourbillonnaire : tourbillons dont la taille, la localisation et l'orientation varient constamment. Les écoulements turbulents se caractérisent donc par une apparence très désordonnée, un comportement difficilement prévisible et l'existence de nombreuses échelles spatiales et temporelles.

Plasma cosmology

Plasma cosmology is a non-standard cosmology whose central postulate is that the dynamics of ionized gases and plasmas play important, if not dominant, roles in the physics of the universe at interstellar and intergalactic scales. In contrast, the current observations and models of cosmologists and astrophysicists explain the formation, development, and evolution of large-scale structures as dominated by gravity (including its formulation in Albert Einstein's general theory of relativity).

État plasma

thumb|upright|Le soleil est une boule de plasma. thumb|Lampe à plasma.|168x168px thumb|upright|Les flammes de haute température sont des plasmas. L'état plasma est un état de la matière, tout comme l'état solide, l'état liquide ou l'état gazeux, bien qu'il n'y ait pas de transition brusque pour passer d'un de ces états au plasma ou réciproquement. Il est visible sur Terre, à l'état naturel, le plus souvent à des températures élevées favorables aux ionisations, signifiant l’arrachement d'électrons aux atomes.

Mécanique des fluides numérique

La mécanique des fluides numérique (MFN), plus souvent désignée par le terme anglais computational fluid dynamics (CFD), consiste à étudier les mouvements d'un fluide, ou leurs effets, par la résolution numérique des équations régissant le fluide. En fonction des approximations choisies, qui sont en général le résultat d'un compromis en termes de besoins de représentation physique par rapport aux ressources de calcul ou de modélisation disponibles, les équations résolues peuvent être les équations d'Euler, les équations de Navier-Stokes, etc.

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Chauffage au plasma: faisceaux neutres MOOC: Physique des plasmas : Applications

Explore les limites du chauffage ohmique dans le plasma et les avantages et inconvénients de l'injection de faisceau neutre pour le chauffage plasma supplémentaire.

Quantités de fluides et modèle à deux fluides MOOC: Physique des plasmas : Introduction

Couvre les quantités de fluides, les moments d'équation cinétique, le modèle à deux fluides et la simulation de turbulence plasmatique.

Turbulence dans les plasmas tokamaks MOOC: Physique des plasmas : Applications

Explore les limites des modèles de transport classiques dans les plasmas tokamaks, l'impact des turbulences sur le confinement plasmatique et l'échelle de transport empirique pour la conception d'ITER.

Concept tokamak: Principaux éléments et propriétés MOOC: Physique des plasmas : Applications

Explore les principaux éléments et propriétés d'un tokamak, y compris la façonnage, le facteur de sécurité, l'équilibre, et le tokamak JET.

Plasme de confinement: Perspective de particules uniques MOOC: Physique des plasmas : Introduction

Discute du confinement plasmatique à l'aide de miroirs magnétiques et de champs toroïdaux, mettant l'accent sur la dynamique des particules et les défis du confinement toroïdal.

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