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Reports
Accuracy of unperturbed motion of particles in a gyrokinetic semi-Lagrangian code
Guillaume Latu
1, 2
Virginie Grandgirard
2
Jérémie Abiteboul
2
Morgane Bergot
1
Nicolas Crouseilles
3, 4
Xavier Garbet
2
Philippe Ghendrih
2
Michel Mehrenberger
1, 5
Yanick Sarazin
2
Hocine Sellama
1
Eric Sonnendrücker
1, 5
David Zarzoso
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
4
IPSO - Invariant Preserving SOlvers
IRMAR - Institut de Recherche Mathématique de Rennes, Inria Rennes – Bretagne Atlantique
Guillaume Latu 1, 2
Mail :
Author
Virginie Grandgirard 2
Mail :
Author
Jérémie Abiteboul 2
Author
Morgane Bergot 1
Mail :
Author
Nicolas Crouseilles 3, 4
Mail :
Author Employer institution : Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique
Xavier Garbet 2
Mail :
Author
Philippe Ghendrih 2
Mail :
Author
Michel Mehrenberger 1, 5
Mail :
Author IdHAL : michel-mehrenberger IdRef : https://www.idref.fr/09506057X ResearcherId : http://www.researcherid.com/rid/R-6664-2017 ORCID : https://orcid.org/0000-0001-6376-409X
Yanick Sarazin 2
Mail :
Author
Hocine Sellama 1
Mail :
Author IdHAL : hocine-sellama arXiv : https://arxiv.org/a/h.sellama, hocine sellama, hsellama, sellama
Eric Sonnendrücker 1, 5
Author
David Zarzoso 2
Author
1
CALVI - Scientific computation and visualization (France)
- IRMA - Institut de Recherche Mathématique Avancée (7 rue René-Descartes, 67084 Strasbourg Cedex, France - France)
- UNISTRA - Université de Strasbourg (4 rue Blaise Pascal - CS 90032 - 67081 Strasbourg cedex - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7501 (France)
- LSIIT - Laboratoire des Sciences de l'Image, de l'Informatique et de la Télédétection (Pole API Bd Sebastien Brant BP 10413 67412 Illkirch CEDEX - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7005 (France)
- Inria Nancy - Grand Est (615 rue du Jardin Botanique 54600 Villers-lès-Nancy - France)
- Inria - Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Domaine de Voluceau Rocquencourt - BP 105 78153 Le Chesnay Cedex - France)
- IECL - Institut Élie Cartan de Lorraine (Université de Lorraine, Boulevard des Aiguillettes BP 70239 54506 Vandoeuvre-les-Nancy Cedex
Ile du Saulcy - 57 045 Metz Cedex 01 - France)
- UL - Université de Lorraine (34 cours Léopold - CS 25233 - 54052 Nancy cedex - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7502 (France)
2
IRFM - Institut de Recherche sur la Fusion par confinement Magnétique (CEA Cadarache, 13108 Saint-Paul-lèz-Durance - France)
- CEA - Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives : DSM/IRFM (Centre de Saclay Centre de Grenoble Centre de Cadarache etc - France)
3
IRMAR - Institut de Recherche Mathématique de Rennes (Campus de Beaulieu, bâtiments 22 et 23,
263 avenue du Général Leclerc, CS 74205
35042 RENNES Cédex - France)
- INSA Rennes - Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (20, avenue des Buttes de Coësmes - CS 70839 - 35708 Rennes cedex 7 - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR6625 (France)
- ENS Rennes - École normale supérieure - Rennes (Campus de Ker Lann - avenue Robert Schuman - 35170 Bruz - France)
- UR2 - Université de Rennes 2 (Place du recteur Henri Le Moal - CS 24307 - 35043 Rennes cedex - France)
- UNIV-RENNES - Université de Rennes (France)
- UR1 - Université de Rennes 1 (2 rue du Thabor - CS 46510 - 35065 Rennes cedex - France)
- UNIV-RENNES - Université de Rennes (France)
- AGROCAMPUS OUEST (Institut Supérieur des Sciences Agronomiques, Agroalimentaires, Horticoles et du Paysage - 65, rue de St Brieuc - CS 84215 - 35042 Rennes cedex - France)
4
IPSO - Invariant Preserving SOlvers (France)
- IRMAR - Institut de Recherche Mathématique de Rennes (Campus de Beaulieu, bâtiments 22 et 23,
263 avenue du Général Leclerc, CS 74205
35042 RENNES Cédex - France)
- INSA Rennes - Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (20, avenue des Buttes de Coësmes - CS 70839 - 35708 Rennes cedex 7 - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR6625 (France)
- ENS Rennes - École normale supérieure - Rennes (Campus de Ker Lann - avenue Robert Schuman - 35170 Bruz - France)
- UR2 - Université de Rennes 2 (Place du recteur Henri Le Moal - CS 24307 - 35043 Rennes cedex - France)
- UNIV-RENNES - Université de Rennes (France)
- UR1 - Université de Rennes 1 (2 rue du Thabor - CS 46510 - 35065 Rennes cedex - France)
- UNIV-RENNES - Université de Rennes (France)
- AGROCAMPUS OUEST (Institut Supérieur des Sciences Agronomiques, Agroalimentaires, Horticoles et du Paysage - 65, rue de St Brieuc - CS 84215 - 35042 Rennes cedex - France)
- Inria Rennes – Bretagne Atlantique (Campus de beaulieu
35042 Rennes cedex - France)
- Inria - Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Domaine de Voluceau Rocquencourt - BP 105 78153 Le Chesnay Cedex - France)
5
IRMA - Institut de Recherche Mathématique Avancée (7 rue René-Descartes, 67084 Strasbourg Cedex, France - France)
- UNISTRA - Université de Strasbourg (4 rue Blaise Pascal - CS 90032 - 67081 Strasbourg cedex - France)
- CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR7501 (France)
Abstract : Inaccurate description of the equilibrium can yield to spurious effects in gyrokinetic turbulence simulations. Also, the Vlasov solver and time integration schemes impact the conservation of physical quantities, especially in long-term simulations. Equilibrium and Vlasov solver have to be tuned in order to preserve constant states (equilibrium) and to provide good conservation property along time (mass to begin with). Several illustrative simple test cases are given to show typical spurious effects that one can observes for poor settings. We explain why Forward Semi-Lagrangian scheme bring us some benefits. Some toroidal and cylindrical GYSELA runs are shown that use FSL.
Résumé : Une description imparfaite de l'équilibre peut conduire à des artéfacts numériques dans des simulations turbulentes gyrocinétiques. Aussi, le solveur de Vlasov and le schéma d'intégration en temps ont un impact fort sur la conservation de quantités physiques, notamment lorsque les simulations sont en temps long. L'équilibre et le solveur Vlasov doivent être finement choisis et paramétrés pour conserver les états constants (équilibre) et pour autoriser de bonnes propriétés de conservation en temps (en commençant par la conservation de la masse). Plusieurs cas tests illustratifs sont donnés pour montrer les problèmes numériques typiques que l'on peut observer si les choix pris ne sont pas adéquats. Nous expliquons pourquoi le schéma FSL (Forward Semi-Lagrangian) apporte une réponse à certains problèmes. Des simulations en configuration cylindrique et torique de GYSELA sont présentées qui utilisent FSL.
Document type :
Reports
Complete list of metadatas
https://hal.inria.fr/hal-00727118
Contributor : Guillaume Latu <>
Submitted on : Monday, September 3, 2012 - 12:21:22 PM
Last modification on : Friday, June 19, 2020 - 9:22:04 AM
Document(s) archivé(s) le : Friday, December 16, 2016 - 9:28:25 AM
Contributor : Guillaume Latu <>
Submitted on : Monday, September 3, 2012 - 12:21:22 PM
Last modification on : Friday, June 19, 2020 - 9:22:04 AM
Document(s) archivé(s) le : Friday, December 16, 2016 - 9:28:25 AM
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RR-8054.pdf
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Identifiers
- HAL Id : hal-00727118, version 1
- ARXIV : 1209.0317
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Citation
Guillaume Latu, Virginie Grandgirard, Jérémie Abiteboul, Morgane Bergot, Nicolas Crouseilles, et al.. Accuracy of unperturbed motion of particles in a gyrokinetic semi-Lagrangian code. [Research Report] RR-8054, INRIA. 2012, pp.17. ⟨hal-00727118⟩
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