NUMERICAL ANALYSIS OF KINETIC EQUATIONS AND THEIR HYDRODYNAMICAL LIMIT

NUMERICAL ANALYSIS OF KINETIC EQUATIONS AND THEIR HYDRODYNAMICAL LIMIT

Author: Stéphane Mischler

Publisher:

Published: 1995

Total Pages: 145

ISBN-13:

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CETTE THESE ABORDE L'ETUDE THEORIQUE ET NUMERIQUE DES EQUATIONS CINETIQUES COLLISIONNELLES (EQ. DE BOLTZMANN ET EQ. BGK) ET DE LEUR LIMITE FLUIDE (SYSTEME D'EQUATIONS D'EULER EN COMPRESSIBLE). DANS LA PREMIERE PARTIE NOUS MONTRONS L'UNICITE DE LA SOLUTION DU PROBLEME DE CAUCHY DE L'EQUATION BGK AVEC DONNEE INITIALE BORNEE SUPERIEUREMENT ET INFERIEUREMENT POUR UNE NORME UNIFORME AVEC POIDS POLYNOMIAL EN VITESSE ET EN POSITION. LORSQUE LA DONNEE INITIALE EST, DE PLUS, A VARIATIONS BORNEES, NOUS RESOLVONS UN SCHEMA SEMI-DISCRET EN TEMPS ET NOUS MONTRONS QU'IL CONVERGE AVEC UN TAUX D'ORDRE UN DEMI. LA SECONDE PARTIE CONCERNE LES SOLUTIONS RENORMALISEES DE L'EQUATION DE BOLTZMANN. NOUS PROUVONS LA CONVERGENCE DE LA METHODE DE DECOMPOSITION D'OPERATEUR ENTRE PARTIE TRANSPORT ET PARTIE COLLISION POUR LES EQUATIONS DE BOLTZMANN ET BGK. LA DIFFICULTE PRINCIPALE EST DE MONTRER LA COMPACITE FORTE DES MOYENNES EN VITESSES DE LA SUITE DES SOLUTIONS APPROCHEES DEFINIES PAR LA DECOMPOSITION. NOUS NOUS INTERESSONS A LA DISCRETISATION EN VITESSE DE L'EQUATION DE BOLTZMANN PAR DES SYSTEMES D'EQUATIONS DE BOLTZMANN DISCRETES. NOUS DONNONS UN CRITERE GENERAL DE CONVERGENCE QUE NOUS APPLIQUONS POUR DEMONTRER LA CONVERGENCE DE DIFFERENTS SCHEMAS. DEUX DIFFICULTES APPARAISSENT : NOUS DEVONS TRAITER DES SECTIONS EFFICACES NON STANDARD, ET DEMONTRER UN THEOREME DE COMPACITE FORTE DES MOYENNES EN VITESSE ADAPTE A CE CONTEXTE. NOUS DEMONTRONS DES THEOREMES D'EXISTENCE DE SOLUTIONS DE L'EQUATION DE BOLTZMANN POUR DES DONNEES INITIALES D'ENERGIE INFINIE, CE QUI GENERALISE LARGEMENT LES DONNEES INITIALES POSSIBLES. CETTE METHODE PEUT S'APPLIQUER A LA THEORIE DES SOLUTIONS RENORMALISEES (GRANDES ET GLOBALES) ET A CELLE DES SOLUTIONS DISTRIBUTIONS (PETITES ET GLOBALES, OU PROCHES D'UNE MAXWELLIENNE ET GLOBALES). LA TROISIEME PARTIE EST CONSACREE A UNE ETUDE NUMERIQUE DE SCHEMAS DE TYPE CINETIQUE COLLISIONNEL POUR LES EQUATIONS D'EULER. NOUS CONSTRUISONS UN SCHEMA PRECIS SUR LES DISCONTINUITES DE CONTACT GRACE A UNE FORMULATION CINETIQUE EXACTE DE L'EQUATION D'EULER ET UNE DISCRETISATION DE CETTE EQUATION.


Résolution numérique des équations de Navier-Stokes en bidimensionnel incompressible

Résolution numérique des équations de Navier-Stokes en bidimensionnel incompressible

Author: Ahmed Rechia

Publisher:

Published: 1992

Total Pages: 208

ISBN-13:

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On s'intéresse à la résolution numérique des équations de la mécanique des fluides pour un écoulement, incompressible, visqueux, isotherme, bidimensionnel. La discrétisation temporelle est effectuée en utilisant une formulation d'Euler-Lagrange est une discrétisation de type différences finies: méthode à deux demi-pas fractionnaires principaux. La discrétisation spatiale est de type éléments finis. Afin de pouvoir mailler aisément des configurations géométriques diverses, le domaine de calcul est subdivisé en éléments triangulaires à trois nœuds où la vitesse est linéaire et la pression constante, élément pouvant se raccorder avec des éléments quadrilatères où la vitesse est bilinéaire. Le maillage engendré est non structuré. Le système linéaire fournissant le «champ de pression, obtenu en écrivant que l'équation de continuité est satisfaite pour tout élément est, avec ce type de discrétisation spaciale, singulier. Deux principales méthodes permettant d'éviter cette singularité sont présentées: la méthode de pseudo-compressibilité et la méthode de pénalité. L'équation de continuité n'est plus exactement satisfaite. Le code de calcul réalisé, utilisant la méthode de pénalité, est opérationnel et a permis d'effectuer de nombreux essais fixant les limites d'utilisation de cette méthode


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.


COUPLAGE DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES ET EULER

COUPLAGE DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES ET EULER

Author: CHUANJU.. XU

Publisher:

Published: 1993

Total Pages: 274

ISBN-13:

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DANS LA SIMULATION DE LA MECANIQUE DES FLUIDES, LES EFFETS DE LA DIFFUSION DANS LE FLUIDE SONT FAIBLES DANS UNE PARTIE DE LA REGION DE CALCUL. LES EQUATIONS SONT PLUS SIMPLES ET AUSSI MOINS COUTEUSES A APPROCHER QUE LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES. LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL EST CONSACREE A LA RESOLUTION DES EQUATIONS D'EULER EN DEUX DIMENSIONS D'ESPACE POUR LEQUEL ON INTRODUIT UNE METHODE DE DECOUPLAGE VITESSE/TOURBILLON. DEUX METHODES DE DISCRETISATION SPECTRALES, DE TYPE GALERKIN ET COLLOCATION, SONT UTILISEES POUR APPROCHER LES EQUATIONS AINSI DECOUPLEES. ON MONTRE DES RESULTATS DE STABILITE ET DES ESTIMATIONS D'ERREUR POUR CHACUNE DE CES DISCRETISATIONS. DES COURBES D'ERREUR CONFIRMENT LES RESULTATS THEORIQUES AINSI OBTENUS. DANS LA DEUXIEME PARTIE ON S'INTERESSE A L'ETUDE DU PROBLEME DE COUPLAGE ENTRE LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES ET D'EULER PAR DES METHODES DE TYPE ELEMENTS SPECTRAUX OU LES CONDITIONS DE RACCORD APPROPRIEES SONT SPECIFIEES. CETTE METHODE DE COUPLAGE EST VALIDEE PAR DES SIMULATIONS NUMERIQUES DU MOUVEMENT D'UN FLUIDE AUTOUR D'UN OBSTACLE. NOUS MONTRONS QUE L'APPROCHE MISE EN UVRE EST STABLE, ET FOURNIT UNE ALTERNATIVE MOINS COUTEUSE QU'UN CODE SPECTRAL NAVIER-STOKES PUR


Étude des équations de Navier-Stokes d'évolution par des schémas aux différences finies

Étude des équations de Navier-Stokes d'évolution par des schémas aux différences finies

Author: OCTAVIAN.. BAN

Publisher:

Published: 1994

Total Pages: 84

ISBN-13:

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CE TRAVAIL CONCERNE LA RESOLUTION NUMERIQUE D'UN PROBLEME ISSU DE LA MECANIQUE DES FLUIDES. IL PRESENTE UNE ETUDE NUMERIQUE DE LA TRANSITION VERS LE CHAOS D'UN FLUIDE NEWTONIEN INCOMPRESSIBLE DANS UN CANAL AVEC DES OBSTACLES (UN RESEAU PERIODIQUE DE PARALLELEPIPEDES ENTRE DEUX MURS PARALLELES). PARTANT D'UNE FORMULATION DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES INCOMPRESSIBLES EN DEUX DIMENSIONS EN VITESSE-PRESSION, ON APPROCHE L'OPERATEUR PAR DIFFERENCES FINIES ET ON RESOUT PAR UNE METHODE MULTIGRILLE AVEC SOUS-RELAXATION MAILLE PAR MAILLE. ON ASSIMILE LES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES D'EVOLUTION A UN SYSTEME DYNAMIQUE AUTONOME ET EN UTILISANT LA THEORIE DES SYSTEMES DYNAMIQUES, ON IDENTIFIE ET ON CARACTERISE LES DIFFERENTES SOLUTIONS DES EQUATIONS DE NAVIER-STOKES D'EVOLUTION POUR LES DIFFERENTES VALEURS DU NOMBRE DE REYNOLDS. ON MONTRE, NUMERIQUEMENT, QU'IL Y A UNE TRES COMPLEXE TRANSITION VERS LA TURBULENCE POUR LE PROBLEME ETUDIE. OUTRE DES METHODES NUMERIQUES EFFICACES, UNE MISE EN UVRE IMPORTANTE INCLUANT PROGRAMMATION STRUCTUREE A ETE NECESSAIRE POUR ATTEINDRE DE BONNES PERFORMANCES. L'ENSEMBLE DONNE UN ASSEZ LARGE APERCU DES METHODES UTILISEES ET DU SAVOIR FAIRE ACQUIS CES DERNIERES ANNEES EN ANALYSE NUMERIQUE