Improving conservation properties in a 5D gyrokinetic semi-Lagrangian code - Inria - Institut national de recherche en sciences et technologies du numérique Access content directly
Journal Articles The European Physical Journal D : Atomic, molecular, optical and plasma physics Year : 2014

Improving conservation properties in a 5D gyrokinetic semi-Lagrangian code

Abstract

In gyrokinetic turbulent simulations, the knowledge of some stationary states can help reducing numerical artifacts. Considering long-term simulations, the qualities of the Vlasov solver and of the radial boundary conditions have an impact on the conservation properties. In order to improve mass and energy conservation mainly, the following methods are investigated: fix the radial boundary conditions on a stationary state, use a 4D advection operator that avoids a directional splitting, interpolate with a delta-f approach. The combination of these techniques in the semi-Lagrangian code GYSELA leads to a net improvement of the conservation properties in 5D simulations.
La connaissance de certains états stationnaires peut permettre de réduire certains artéfacts numériques dans des simulations turbulentes gyrocinétiques. Lors de simulations en temps long, les qualités du solveur de Vlasov, et des conditions aux bords radiales ont un impact sur la conservation de quantités physiques. Pour autoriser de bonnes propriétés de conservation de la masse et de l'énergie notamment, les méthodes suivantes ont été envisagées : des conditions aux bords radiales figées sur un état stationnaire, une advection 4D pour éviter un splitting directionnel, un schéma d'interpolation de type delta-f. La combinaison de ces techniques dans le code semi-Lagrangien GYSELA a permis une amélioration nette des propriétés de conservation dans des simulations 5D.
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Dates and versions

hal-00966162 , version 1 (26-03-2014)

Identifiers

Cite

Guillaume Latu, Virginie Grandgirard, Jérémie Abiteboul, Nicolas Crouseilles, Guilhem Dif-Pradalier, et al.. Improving conservation properties in a 5D gyrokinetic semi-Lagrangian code. The European Physical Journal D : Atomic, molecular, optical and plasma physics, 2014, 68 (11), pp.345. ⟨10.1140/epjd/e2014-50209-1⟩. ⟨hal-00966162⟩
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