Numerical resolution of the global eigenvalue problem for the gyrokinetic-waterbag model in toroidal geometry

Autor: Nicolas Besse, David Coulette
Přispěvatelé: Numerical Medicine (NUMED), Unité de Mathématiques Pures et Appliquées (UMPA-ENSL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon), Joseph Louis LAGRANGE (LAGRANGE), Université Côte d'Azur (UCA)-Université Nice Sophia Antipolis (... - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Inria Grenoble - Rhône-Alpes, Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Unité de Mathématiques Pures et Appliquées (UMPA-ENSL), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Lyon (ENS Lyon), Université Côte d'Azur (UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Inria Grenoble - Rhône-Alpes, École normale supérieure de Lyon (ENS de Lyon)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS), COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire de la Côte d'Azur, COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Université Côte d'Azur (UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Journal of Plasma Physics
Journal of Plasma Physics, Cambridge University Press (CUP), 2017, 83 (2), ⟨10.1017/S0022377817000228⟩
Journal of Plasma Physics, 2017, 83 (2), ⟨10.1017/S0022377817000228⟩
ISSN: 1469-7807
0022-3778
Popis: In this paper, we present two codes for the linear stability analysis of the ion temperature gradient instability in toroidal geometry using a gyrokinetic multi-waterbag model for ion dynamics. The first one solves the linearized ion dynamics as an initial value problem, while the second relies on an asymptotic expansion in the so-called ballooning representation allowing us to build a tractable eigenvalue problem. Results from the two codes are presented and compared for equilibria based on modified Cyclone parameters. A good agreement between both codes is found for a class of equilibria with a narrow extent in perpendicular velocity and for which trapped particle orbits are ignored. The local spectrum computed by the eigenvalue is shown to agree remarkably well with previous Cyclone results when trapped particle orbits are included. Lastly we discuss how the equilibrium building procedure for this type of waterbag model requires particular care when dealing with closed equilibrium contours related to the presence of trapped particle orbits.
Databáze: OpenAIRE
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