Résolution de l'équation du transport par une méthode d'éléments finis mixtes-hybrides et approximation par la diffusion de problèmes de transport

Résolution de l'équation du transport par une méthode d'éléments finis mixtes-hybrides et approximation par la diffusion de problèmes de transport

Author: Julien Cartier (auteur d'une thèse de mathématiques).)

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Published: 2006

Total 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.


New Splitting Iterative Methods for Solving Multidimensional Neutron Transport Equations

New Splitting Iterative Methods for Solving Multidimensional Neutron Transport Equations

Author: Jacques Tagoudjeu

Publisher: Universal-Publishers

Published: 2011-04

Total Pages: 161

ISBN-13: 1599423960

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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.


Approximation d'une équation diffusion-transport par des méthodes d'éléments finis espace-temps

Approximation d'une équation diffusion-transport par des méthodes d'éléments finis espace-temps

Author: François Forges

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Published: 2019

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Résolution numérique d'une équation diffusion-transport modélisant le déplacement d'un fluide par un autre dans un milieu poreux. Approximation par une méthode d'éléments finis espace-temps. Résultats numériques. Etude du cas linéaire. Conditions de stabilité. Etude numérique d'un problème d'homogénéisation non périodique.


Méthodes mathématiques et numériques pour les équations aux dérivées partielles

Méthodes mathématiques et numériques pour les équations aux dérivées partielles

Author: CHASKALOVIC Joël

Publisher: Lavoisier

Published: 2013-01-21

Total Pages: 382

ISBN-13: 2743064803

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Qu’il s’agisse d’applications en physique ou en mécanique, en médecine ou en biologie, mais aussi en économie, dans les médias et en marketing, ou encore dans le domaine des finances, la traduction phénoménologique du système étudié conduit très souvent à la résolution d’équations différentielles ou aux dérivées partielles. Incontestablement, ce sont les éléments finis qui ont bouleversé le monde de l’approximation numérique des équations aux dérivées partielles. Cet ouvrage est composé de deux parties : la première est un abrégé de cours portant sur les outils de base de l’analyse mathématique des équations aux dérivées partielles et la seconde contient des problèmes corrigés qui abordent l’approximation par éléments finis des formulations variationnelles des problèmes aux limites elliptiques. Des applications en mécanique des solides déformables, à la résistance des matériaux, en mécanique des fluides et en thermique ainsi que quelques problèmes non linéaires y sont présentés.Cet ouvrage s'adresse aux étudiants en sciences et techniques de l'ingénieur des universités et des grandes écoles.


PROBLEMES DE TRANSPORT-DIFFUSION PAR ELEMENTS FINIS

PROBLEMES DE TRANSPORT-DIFFUSION PAR ELEMENTS FINIS

Author: FLORENCE.. BEZIER

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Published: 1990

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CETTE ETUDE DECRIT UN ENSEMBLE DE METHODES NUMERIQUES APPLICABLES AUX PROBLEMES DE TRANSPORT-DIFFUSION. CECI EST DEVELOPPE DANS UN CONTEXTE ELEMENTS FINIS. NEANMOINS UNE SYNTHESE DES RECHERCHES EFFECTUEES DANS CE DOMAINE EST FAITE ET UN GRAND NOMBRE DE REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES EST DONNE. UN RAPPEL DES EQUATIONS DE MECANIQUE DES FLUIDES EST FAITE POUR DES FLUIDES INCOMPRESSIBLE, COMPRESSIBLE, TURBULENT, DES ECOULEMENTS A SURFACE LIBRE ET POUR LE CHARRIAGE ET LA SUSPENSION DES SEDIMENTS. PUIS NOUS DECRIVONS RAPIDEMENT LES FORMULATIONS VARIATIONNELLES ET LA DISCRETISATION PAR ELEMENTS FINIS DE CHACUN DE CES PROBLEMES. AVANT DE PRESENTER DES METHODES PLUS SOPHISTIQUEES, NOUS RAPPELONS LES METHODES DE NEWTON, QUASI-NEWTON ET LES METHODES DE GRADIENT CONJUGUE GENERALISE. PUIS NOUS ABORDONS L'ETUDE DE L'EQUATION MODELE DE TRANSPORT-DIFFUSION EN NON-STATIONNAIRE. UNE ETUDE DE LA STABILITE ET DE LA CONNAISSANCE DES SCHEMAS D'EULER NOUS CONDUISANT AUX METHODES DE TAYLOR-GALERKIN. POUR CHAQUE SCHEMA NUMERIQUE, NOUS CALCULONS L'EQUATION EQUIVALENTE, LE FACTEUR D'AMPLIFICATION ET LA VITESSE DE PHASE. DE CETTE ETUDE NOUS RETENONS 3 ALGORITHMES. CES ALGORITHMES UTILISENT LA METHODE DES PAS FRACTIONNAIRES. PUIS UNE APPROCHE STATIONNAIRE EST ABORDEE. NOUS RAPPELONS LES METHODES DE PETROV-GALERKIN ET PROPOSONS UNE NOUVELLE METHODE PERMETTANT D'OBTENIR UNE SOLUTION EXACTE AUX NUDS ET CECI SANS CONDITION SUR LE MAILLAGE. ENFIN UN CERTAIN NOMBRE DE RESULTATS SIGNIFICATIFS EST PROPOSE


Méthode d'approximation de l'équation du transport

Méthode d'approximation de l'équation du transport

Author: Paul Marie Grandjean

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Published: 1983

Total Pages: 264

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Dans cette thèse sont étudiées principalement les méthodes CN et FN. Méthode CN . Par un lemme dû à Placzek, on établit une équivalence entre un problème défini dans un volume limité par une surface S et un problème défini dans tout l'espace. On obtient ainsi une liquation intégrale dont la solution est le flux angulaire sur la frontière S, la variable d'espace n'apparaissant pas. On résout cette équation par une méthode de Galerkin. En géométrie plane, cette méthode est appliquée en théorie monocinétique avec loi de diffusion de Rayleigh à des calculs d'albedo, de facteur de transmission et de longueur d’extrapolation. En géométrie cylindrique, on étudie ces problèmes (albedo et longueur d'extrapolation) pour une loi de diffusion linéairement anisotrope. Méthode FN. L'équation intégrale servant de base à la méthode CN est intégrée sur les distributions propres de Case, ·ce qui conduit à une nouvelle équation intégrale, résolue par une méthode de collocation. Cette méthode est appliquée aux mêmes problèmes que ceux traités par la méthode CN en géométrie plane ; on la généralise aussi à une loi de diffusion polynomiale quelconque (géométrie plane) et à des problèmes simples en géométrie sphérique (diffusion isotrope). Les méthodes de Chandrasekhar, des probabilités de collision, des distributions propres de Case sont présentées également pour comparaison avec les méthodes CN et FN. Cette comparaison permet de mettre en évidence les avantages respectifs de la méthode CN (rapidité de convergence, généralisation possible à diverses géométries) et de la méthode FN (facilité de mise en oeuvre, généralisation facile à des lois de diffusion polynomiales).


Analyse asymptotique de schémas de résolution de l'équation du transport en régime diffusif

Analyse asymptotique de schémas de résolution de l'équation du transport en régime diffusif

Author: Gérald Samba

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Published: 2008

Total Pages: 159

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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.


Acccélération de la convergence par diffusion synthétique pour l'équation de transport

Acccélération de la convergence par diffusion synthétique pour l'équation de transport

Author: Samir Mohammed Akesbi

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Published: 1989

Total Pages: 196

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LE TRAVAIL PRESENTE DANS CETTE THESE EST RELATIF A L'ACCELERATION DE LA CONVERGENCE, PAR LA METHODE DE DIFFUSION SYNTHETIQUE, DES SCHEMAS NUMERIQUES DE RESOLUTION DE L'EQUATION DE TRANSPORT STATIONNAIRE. APRES DES GENERALITES SUR LES SYSTEMES DE FRIEDRICHS AVEC POIDS ET LA METHODE DISCONTINUE D'ELEMENTS FINIS, ON ETUDIE LE CAS MONODIMENSIONNEL PLAN. ON CONSIDERE DEUX TYPES DE CONDITIONS AUX LIMITES: DES CONDITIONS REFLEXIVES PUIS DES CONDITION DE TYPE FLUX ENTRANT NUL. ON ETUDIE ENSUITE LE CAS MONODIMENSIONNEL, EN GEOMETRIE SPHERIQUE. ENFIN, ON FAIT L'ETUDE DU CAS BIDIMENSIONNEL PLAN, AVEC DES CONDITIONS AUX LIMITES REFLEXIVES. DANS CHACUNE DES ETUDES, L'APPROCHE NUMERIQUE SE FERA PAR UNE METHODE DISCONTINUE D'ELEMENTS FINIS POUR PAR DIFFERENCES FINIES