– HOUPIC

Les codes PIC (Particle-In-Cell) sont devenus un outil essentiel pour la simulation de nombreux phénomènes physiques mettant en jeu des particules chargées, comme en physique des accélérateurs et des plasmas incluant les plasmas de fusion. Les phénomènes réellement cinétiques peuvent être modélisés par les équations de Vlasov-Maxwell dont la méthode PIC couplée à un solveur de Maxwell représente une approximation numérique. Les moyens de calcul massivement parallèles actuels et futurs permettent d’envisager la simulation de phénomènes physiques réalistes mettant en jeu des échelles multiples et des géométries complexes. Néanmoins, pour atteindre ce but de manière efficace de nouveaux développements dans les méthodes numériques utilisées sont nécessaires. Ceci inclut en particulier l’étude de solveurs de Maxwell très précis d’ordre élevé, l’utilisation de maillages hybrides avec différentes zones de mailles plus ou moins fines structurées ou non structurées et une analyse fine de l’équilibrage des charges. Dans ce but, ce projet propose de développer et de comparer des solveurs de Maxwell basés sur des éléments finis d’ordre élevé, conformes dans Hrot d’une part et de Galerkine Discontinus d’autre part, couplés aux particules. Ces solveurs PIC relativistes auto-consistants seront les premiers de la sorte et promettent d’avoir un impact dans la simulation de problèmes physiques réalistes en physiques des accélérateurs et des plasmas.