Asymptotische behoudende deeltjes methoden voor kinetische vergelijkingen die voort komen in plasmarandsimulaties

Numerieke simulaties van het plasma en neutralen transport in de plasmarand en in de divertor regio van kernfusiereactoren dienen voor het interpreteren van experimenten en het ontwerpen van de volgende generaties van reactoren zoals ITER en DEMO.
De B2-EIRENE simulatiesoftware wordt hier wereldwijd voor gebruikt.
Het plasma wordt gemodeleerd met fluidumvergelijkingen, terwijl de neutrale deeltjes beschreven worden door een kinetische vergelijking.
Deze vergelijkingen zijn sterk gekoppeld vanwege de onderlinge interacties tussen de plasma- en neutrale deeltjes.
Een Eindige Volume (EV) methode voor de plasmavergelijkingen en een Monte Carlo (MC) simulatie van de neutrale deeltjes zijn iteratief gekoppeld en alternerend opgelost tot dat convergentie bereikt wordt.

Voor grote fusiereactoren is de bruikbaarheid van de plasmarandsimulaties beperkt vanwege zeer lange rekentijden en door de convergentieproblemen die ontstaan.
Vandaag de dag zijn deze convergentieproblemen, grotendeels veroorzaakt door de statistische ruis afkomstig van de MC methode, nog niet goed begrepen vanwege de complexe koppeling tussen de EV methode en de MC methode.
In dit doctoraatsproject zullen deze gekoppelde EV/MC iteratieve schema's en de bijhorende convergentieproblemen bestudeerd worden.
Het eerste doel is om de vertekening en de variantie op de oplossing beter te begrijpen.