Analyse asymptotique de schémas de résolution de l'équation du transport en régime diffusif PDF Download
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Author: Gérald Samba
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Languages : fr
Pages : 159
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Book Description
La méthode Symbolique Implicite Monte Carlo permet d'obtenir une approximation de la solution de l'équation du transport. Dans la méthode originelle, les fonctions d'approximation étaient choisies constantes par morceaux. On démontre qu'en prenant des fonctions linéaires par morceaux, cette méthode possède alors la limite diffusion, c'est à dire qu'en milieu diffusif, elle approche la solution de l'équation de diffusion même lorsque la taille des mailles est grande vis à vis du libre parcours, à condition que celle ci reste suffisante pour résoudre l'échelle de la diffusion. On montre que les conditions aux limites en milieu diffusif approchent, sous certaines hypothèses, les conditions aux limites exactes, ce qui autorise un traitement précis des couches limites sans devoir les mailler finement. On présente des tests numériques étayant cette analyse. On étudie également des schémas aux éléments finis linéaires discontinus et on explique pourquoi ces schémas possèdent la même limite diffusion ainsi que les mêmes conditions aux limites en milieu diffusif que la méthode Symbolique Implicite Monte Carlo.
Author: Gérald Samba
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Languages : fr
Pages : 159
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Book Description
La méthode Symbolique Implicite Monte Carlo permet d'obtenir une approximation de la solution de l'équation du transport. Dans la méthode originelle, les fonctions d'approximation étaient choisies constantes par morceaux. On démontre qu'en prenant des fonctions linéaires par morceaux, cette méthode possède alors la limite diffusion, c'est à dire qu'en milieu diffusif, elle approche la solution de l'équation de diffusion même lorsque la taille des mailles est grande vis à vis du libre parcours, à condition que celle ci reste suffisante pour résoudre l'échelle de la diffusion. On montre que les conditions aux limites en milieu diffusif approchent, sous certaines hypothèses, les conditions aux limites exactes, ce qui autorise un traitement précis des couches limites sans devoir les mailler finement. On présente des tests numériques étayant cette analyse. On étudie également des schémas aux éléments finis linéaires discontinus et on explique pourquoi ces schémas possèdent la même limite diffusion ainsi que les mêmes conditions aux limites en milieu diffusif que la méthode Symbolique Implicite Monte Carlo.
Author: Julien Cartier (auteur d'une thèse de mathématiques).)
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Languages : fr
Pages : 0
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Cette thèse est consacrée à l'analyse mathématique, la résolution numérique et la modélisation des équations de transport. Dans un premier temps, on s'intéresse à l'approximation numérique de la solution des équations de transport par un schéma mixte-hybride. On introduit et étudie une formulation mixte de l'équation du transport. L'étude du problème variationnel mixte est menée avant d'en présenter sa discrétisation et les propriétés fondamentales du schéma obtenu. On s'attache en particulier à démontrer l'efficacité de la méthode dans la limite de diffusion (lorsque le libre parcours moyen des particules est petit devant les dimensions caractéristiques du domaine physique). On présente des cas tests académiques permettant de comparer notre schéma à d'autres méthodes dans des configurations physiques variées et de valider notre schéma sur des cas tests analytiques. On s'applique à valider le schéma sur des maillages non structurés même très déformés tels que ceux issus de l'hydrodynamique lagrangienne. Une seconde partie de la thèse consiste à étudier deux problèmes de transport. Le premier problème est une étude de la diffusion due aux conditions aux limites dans un problème de transport entre deux plaques planes. L'autre problème consiste à modéliser et simuler les phénomènes de transfert radiatif dans le cadre industriel de la fusion par confinement inertiel.
Author: Emmanuel Franck
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Languages : fr
Pages : 230
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L'équation de transport, dans le régime fortement collisionnel admet une limite asymptotique de diffusion.Les discrétisations angulaires comme la méthode des ordonnées discrètes Sn où le développement tronqué en harmonique sphérique Pn préservent aussicette limite de diffusion. Par conséquent, il est intéressant de construire pour de tels systèmes des méthodes de volumes finis sur maillages non structurésqui préservent cette limite de diffusion pour des grilles grossières. En effet, ces modèles peuvent être couplés avec des codes hydrodynamiques Lagrangiens qui génèrent des maillages très tordus. Pour commencer, on considère la discrétisation angulaire la plus simple de l'équation de transport appelée le modèle P1.Après une rapide introduction sur les méthodes 1D, on commence par modifier le schéma acoustique en dimension deux avec la méthode de Jin-Levermore. Le schéma ainsi obtenu n'est pas convergent dans le régime de diffusion car le schéma de diffusion valide n'est pas consistant sur maillages non structurés. Pour résoudre ce problème, on a propos\é de nouvelles méthodes valides sur maillages non structurés. Ces méthodes sont basées sur un autre formalisme des méthodes de volumes finis ou les flux sont localisés aux interfaces, couplé avec la méthode de Jin-Levermore. On obtient deux schémas convergents qui dérivent sur les schémas asymptotic preserving 1D. Le schéma limite de diffusion obtenu est un nouveau schéma pour lequel on a donné une preuve de convergence. Dans un second temps, on a proposé une extension du travail réalisé pour le modèle P1 dans le cadre des discrétisations angulaires d'ordres élevés. Pour obtenir une discrétisation asymptotic preserving pour ces modèles on a utilisé une décomposition entre la discrétisation angulaire de premier ordre et les discrétisations angulaires d'ordres supérieurs. Enfin on a étudié la discrétisation du problème d'absorption/émission présent en transfert radiatif ainsi que la discrétisation du modèle non linéaire M1. L'approximation du modèle M1 est basé sur un couplage entre un schéma Lagrange+projection pour une reformulation du modèle M1 et la méthode de Jin-Levermore. La méthode numérique obtenue préserve la limite asymptotique, l'inégalité d'entropie et le principe du maximum associé au système sur maillages non structurés.
Author: Jacques Tagoudjeu
Publisher: Universal-Publishers
ISBN: 1599423960
Category : Mathematics
Languages : en
Pages : 161
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This thesis focuses on iterative methods for the treatment of the steady state neutron transport equation in slab geometry, bounded convex domain of Rn (n = 2,3) and in 1-D spherical geometry. We introduce a generic Alternate Direction Implicit (ADI)-like iterative method based on positive definite and m-accretive splitting (PAS) for linear operator equations with operators admitting such splitting. This method converges unconditionally and its SOR acceleration yields convergence results similar to those obtained in presence of finite dimensional systems with matrices possessing the Young property A. The proposed methods are illustrated by a numerical example in which an integro-differential problem of transport theory is considered. In the particular case where the positive definite part of the linear equation operator is self-adjoint, an upper bound for the contraction factor of the iterative method, which depends solely on the spectrum of the self-adjoint part is derived. As such, this method has been successfully applied to the neutron transport equation in slab and 2-D cartesian geometry and in 1-D spherical geometry. The self-adjoint and m-accretive splitting leads to a fixed point problem where the operator is a 2 by 2 matrix of operators. An infinite dimensional adaptation of minimal residual and preconditioned minimal residual algorithms using Gauss-Seidel, symmetric Gauss-Seidel and polynomial preconditioning are then applied to solve the matrix operator equation. Theoretical analysis shows that the methods converge unconditionally and upper bounds of the rate of residual decreasing which depend solely on the spectrum of the self-adjoint part of the operator are derived. The convergence of theses solvers is illustrated numerically on a sample neutron transport problem in 2-D geometry. Various test cases, including pure scattering and optically thick domains are considered.
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Category : Mathematical models
Languages : en
Pages : 692
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Author: Juan Luis Vazquez
Publisher: Clarendon Press
ISBN: 0191513830
Category : Mathematics
Languages : en
Pages : 648
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The Heat Equation is one of the three classical linear partial differential equations of second order that form the basis of any elementary introduction to the area of PDEs, and only recently has it come to be fairly well understood. In this monograph, aimed at research students and academics in mathematics and engineering, as well as engineering specialists, Professor Vazquez provides a systematic and comprehensive presentation of the mathematical theory of the nonlinear heat equation usually called the Porous Medium Equation (PME). This equation appears in a number of physical applications, such as to describe processes involving fluid flow, heat transfer or diffusion. Other applications have been proposed in mathematical biology, lubrication, boundary layer theory, and other fields. Each chapter contains a detailed introduction and is supplied with a section of notes, providing comments, historical notes or recommended reading, and exercises for the reader.
Author: Gary E. Thomas
Publisher: Cambridge University Press
ISBN: 9780521890618
Category : Nature
Languages : en
Pages : 554
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Provides a foundation of the theoretical and practical aspects of radiative transfer, for the atmospheric, oceanic and environmental sciences.
Author: Hermann Schlichting (Deceased)
Publisher: Springer
ISBN: 366252919X
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 814
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This new edition of the near-legendary textbook by Schlichting and revised by Gersten presents a comprehensive overview of boundary-layer theory and its application to all areas of fluid mechanics, with particular emphasis on the flow past bodies (e.g. aircraft aerodynamics). The new edition features an updated reference list and over 100 additional changes throughout the book, reflecting the latest advances on the subject.
Author: Paul Malliavin
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3540307990
Category : Business & Economics
Languages : en
Pages : 148
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Highly esteemed author Topics covered are relevant and timely
Author: Claude Cohen-Tannoudji
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 3527345558
Category : Science
Languages : en
Pages : 790
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Book Description
This new, third volume of Cohen-Tannoudji's groundbreaking textbook covers advanced topics of quantum mechanics such as uncorrelated and correlated identical particles, the quantum theory of the electromagnetic field, absorption, emission and scattering of photons by atoms, and quantum entanglement. Written in a didactically unrivalled manner, the textbook explains the fundamental concepts in seven chapters which are elaborated in accompanying complements that provide more detailed discussions, examples and applications. * Completing the success story: the third and final volume of the quantum mechanics textbook written by 1997 Nobel laureate Claude Cohen-Tannoudji and his colleagues Bernard Diu and Franck Laloë * As easily comprehensible as possible: all steps of the physical background and its mathematical representation are spelled out explicitly * Comprehensive: in addition to the fundamentals themselves, the books comes with a wealth of elaborately explained examples and applications Claude Cohen-Tannoudji was a researcher at the Kastler-Brossel laboratory of the Ecole Normale Supérieure in Paris where he also studied and received his PhD in 1962. In 1973 he became Professor of atomic and molecular physics at the Collège des France. His main research interests were optical pumping, quantum optics and atom-photon interactions. In 1997, Claude Cohen-Tannoudji, together with Steven Chu and William D. Phillips, was awarded the Nobel Prize in Physics for his research on laser cooling and trapping of neutral atoms. Bernard Diu was Professor at the Denis Diderot University (Paris VII). He was engaged in research at the Laboratory of Theoretical Physics and High Energy where his focus was on strong interactions physics and statistical mechanics. Franck Laloë was a researcher at the Kastler-Brossel laboratory of the Ecole Normale Supérieure in Paris. His first assignment was with the University of Paris VI before he was appointed to the CNRS, the French National Research Center. His research was focused on optical pumping, statistical mechanics of quantum gases, musical acoustics and the foundations of quantum mechanics.
