Numerical simulations of compressible magnetohydrodynamic flows, in a spherical geometry, anglais PDF Download
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Author: Lorenzo Valdettaro
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Languages : en
Pages : 0
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Book Description
Dans cette thèse nous proposons une méthode de résolution numérique des équations MHD compressibles en géométrie sphérique basée sur une méthode pseudo-spectrale. Nous développons un schéma de résolution temporelle semi-implicite pour les termes diffusifs et les termes d'onde, qui permet de nous affranchir des contraintes sur le pas en temps d'une méthode purement explicite. La mise en œuvre numérique s'avère être aisée, et efficace lorsque le nombre de mach est proche de 1. Nous étudions ensuite l'erreur d'arrondi commise lors de la transformée de Fourier rapide, qui constitue l'une des briques de base du code numérique, et nous dégageons une nouvelle limitation théorique sur l'erreur d'arrondi commise par cet algorithme. Nous nous tournons ensuite vers les applications physiques. Nous étudions en premier lieu la convection compressible à l'intérieur d'une coquille sphérique à nombre de Rayleigh modéré (jusqu'à 20 fois le nombre de Rayleigh critique). Nous classifions les différents modes de convection stationnaire, périodique et bi-périodique. Nous abordons ensuite l'effet dynamo en effectuant une simulation numérique à grande résolution (utilisant 1000000 de points). L'écoulement compressible turbulent est dominé par des vortex cycloniques qui s'étendent sur toute l'épaisseur de la couche sphérique. Une partie du champ magnétique est créé dans ces vortex et advecte par eux. Une seconde zone de production de champ magnétique est située à la base de la zone convective, où l'on observe une forte rotation différentielle. Enfin, nous nous intéressons dans les écoulements MHD compressibles turbulents, et nous appliquons l'étude au cas des disques d'accrétion. Nous proposons pour ces objets un scénario de dissipation turbulente qui est en accord avec les observations.
Author: Lorenzo Valdettaro
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Dans cette thèse nous proposons une méthode de résolution numérique des équations MHD compressibles en géométrie sphérique basée sur une méthode pseudo-spectrale. Nous développons un schéma de résolution temporelle semi-implicite pour les termes diffusifs et les termes d'onde, qui permet de nous affranchir des contraintes sur le pas en temps d'une méthode purement explicite. La mise en œuvre numérique s'avère être aisée, et efficace lorsque le nombre de mach est proche de 1. Nous étudions ensuite l'erreur d'arrondi commise lors de la transformée de Fourier rapide, qui constitue l'une des briques de base du code numérique, et nous dégageons une nouvelle limitation théorique sur l'erreur d'arrondi commise par cet algorithme. Nous nous tournons ensuite vers les applications physiques. Nous étudions en premier lieu la convection compressible à l'intérieur d'une coquille sphérique à nombre de Rayleigh modéré (jusqu'à 20 fois le nombre de Rayleigh critique). Nous classifions les différents modes de convection stationnaire, périodique et bi-périodique. Nous abordons ensuite l'effet dynamo en effectuant une simulation numérique à grande résolution (utilisant 1000000 de points). L'écoulement compressible turbulent est dominé par des vortex cycloniques qui s'étendent sur toute l'épaisseur de la couche sphérique. Une partie du champ magnétique est créé dans ces vortex et advecte par eux. Une seconde zone de production de champ magnétique est située à la base de la zone convective, où l'on observe une forte rotation différentielle. Enfin, nous nous intéressons dans les écoulements MHD compressibles turbulents, et nous appliquons l'étude au cas des disques d'accrétion. Nous proposons pour ces objets un scénario de dissipation turbulente qui est en accord avec les observations.
Author: Cha-Mei Tang Hui
Publisher:
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Category : Magnetohydrodynamics
Languages : en
Pages : 460
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Author: Astronomisches Rechen-Institut
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3662123762
Category : Science
Languages : en
Pages : 1592
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"Astronomy and Astrophysics Abstracts" appearing twice a year has become oneof the fundamental publications in the fields of astronomy, astrophysics andneighbouring sciences. It is the most important English-language abstracting journal in the mentioned branches. The abstrats are classified under more than a hundred subject categories, thus permitting a quick survey of the whole extended material. The AAA is a valuable and important publication for all students and scientists working in the fields of astronomy and related sciences. As such it represents a necessary ingredient of any astronomical library all over the world.
Author: Nikolas A. Kanarēs
Publisher:
ISBN:
Category : Cylinders
Languages : en
Pages : 176
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Author: International Astronomical Union. Symposium
Publisher: Cambridge University Press
ISBN: 9780521851954
Category : Science
Languages : en
Pages : 766
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These Proceedings present the most recent results from the highly successful international solar space missions (SOHO, CORONAS-F, TRACE, RHESSI, YOHKOH) and ground observatories around the Earth, reported at the IAU Symposium 223 held in St. Petersburg, Russia, June 14-19, 2004. These include discussions of the current theories of solar dynamics and activity, new constraints provided by the multi-wavelength observations of the Sun from the interior to the heliosphere, as well as discussions of future coordinated plans and efforts of multi-wavelength investigations of the Sun. The Proceedings contain the material of seven plenary sessions and three round-table discussions
Author:
Publisher:
ISBN:
Category : Astronomy
Languages : en
Pages : 422
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Author:
Publisher:
ISBN:
Category : Aeronautics
Languages : en
Pages : 584
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Author: Jie Zhang
Publisher:
ISBN: 9789811063411
Category : Computational fluid dynamics
Languages : en
Pages : 145
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This thesis presents an accurate and advanced numerical methodology to remedy difficulties such as direct numerical simulation of magnetohydrodynamic (MHD) flow in computational fluid dynamics (CFD), grid generation processes in tokamak fusion facilities, and the coupling between the surface tension force and Lorentz force in the metallurgical industry. In addition, on the basis of the numerical platform it establishes, it also investigates selected interesting topics, e.g. single bubble motion under the influence of either vertical or horizontal magnetic fields. Furthermore, it confirms the relation between the bubble's path instability and wake instability, and observes the anisotropic (isotropic) effect of the vertical (horizontal) magnetic field on the vortex structures, which determines the dynamic behavior of the rising bubble. The direct numerical simulation of magnetohydrodynamic (MHD) flows has proven difficult in the field of computational fluid dynamic (CFD) research, because it not only concerns the coupling of the equations governing the electromagnetic field and the fluid motion, but also calls for suitable numerical methods for computing the electromagnetic field. In tokamak fusion facilities, where the MHD effect is significant and the flow domain is complex, the process of grid generation requires considerable time and effort. Moreover, in the metallurgical industry, where multiphase MHD flows are usually encountered, the coupling between the surface tension force and Lorentz force adds to the difficulty of deriving direct numerical simulations.
Author:
Publisher:
ISBN:
Category : Aeronautics
Languages : en
Pages : 974
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Author: Salah Neffaa
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : en
Pages : 139
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In this thesis we developed a Fourier pseudo-spectral code coupled with the volume penalization for the simulation of turbulent MHD flows with non-periodic boundary conditions. This method was validated with classical and academic test-cases. Then we studied the influence of the confinement with walls in a 2D configuration for decaying MHD and we found four decaying regimes which depend on the initial conditions. We also discussed the phenomenon of spontaneous rotation, or spin-up, in 2D non-axisymmetric geometries, originally discovered in hydrodynamic flows. We showed the influence of the Reynolds number and the magnetic pressure on this phenomenon. Finally, simulations of MHD flows in wall bounded three-dimensional domains were addressed. The first results concerning the simulation of decaying MHD turbulence in a cylinder imposing Dirichlet boundary conditions for both the velocity and the magnetic field showed the validity of the code and suggest good prospects for developing more physically justified boundary conditions for the magnetic field.
