The Particle-In-Diffuse-Cell method: a meshfree approach for plasmas simulation / O método Particle-In-Diffuse-Cell: uma abordagem meshfree para simulação de plasmas

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2008

RESUMO

Esta tese descreve uma formulação meshfree inédita para simulação de plasmas via modelo de partículas fundamentada no modelo Particle-In-Cell (PIC) e no método Element-Free Galerkin (MEFG). A partir da revisão do conceito de elemento difuso, precursor do MEFG, chegou-se à concepção da célula difusa, dando origem à formulação denominada Particle-In-Diffuse-Cell (PIDC). Modelos PIC eletrostáticos e o MEFG são revisados para subsidiar a apresentação da formulação do método PIDC, bem como a paralelização de programas PIC e modelos colisionais. Além da característica de fácil adaptatividade dos métodos meshfree, a robustez no cálculo do campo elétrico também é um requisisto bastante desejável em modelos PIC. A abordagem interpolante do MEFG combinada com a técnica de truncamento de domínios, empregada no modelo computacional do PIDC, foi rigorosamente avaliada quanto a acurácia no cálculo de campos elétricos contínuos e descontínuos. O grande potencial de aplicação do PIDC inclui simulações de plasmas envolvendo geometrias complexas bi ou tridimensionais e / ou a necessidade de sucessivos refinamentos de malha, constituindo-se assim, nestes cenários, uma nova e promissora alternativa numérica aos métodos PIC baseados em malha.

ASSUNTO(S)

element free galerkin method meshfree method particle in cell technique magnetohydrodynamic simulation plasma dynamics

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