In this work, special numerical methods, so called variational integrators, are developed for several models of plasma physics. Special attention is given to conservation of physical quantities like energy and momentum, which appears to be crucial in long-time simulations or the modeling of complicated phenomena like turbulence. With the variational integrators, the errors in the conserved quantities are reduced down to machine accuracy.
Übersetzte Kurzfassung:
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung spezieller numerischer Verfahren, sogenannten Variationsintegratoren, für verschiedene Modelle der Plasmaphysik. Ein besonderer Augenmerk liegt dabei auf der Erhaltung physikalischer Größen wie Impuls und Energie, die in Langzeitsimulationen oder der Modellierung komplizierter Phänomene wie Turbulenz für wichtig erachtet werden. Die Fehler in den Erhaltungsgrößen werden dabei bis auf Maschinengenauigkeit reduziert.
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