Eléments finis pour des systèmes hyperboliques du premier ordre peu ou non coercifs PDF Download
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Book Description
Souvent les méthodes adoptées pour résoudre les systèmes hyperboliques du premier ordre non coercifs, consistent à faire une transformation afin de les rendre coercifs et utiliser ainsi la théorie de Friedrichs. Cependant il existe des systèmes qui, même après transformation, restent non coercifs. Notre but dans ce travail de thèse, est de résoudre directement ce type de systèmes. Dans la première partie de ce travail, on montre l'existence de solution pour trois systèmes hyperboliques du premier ordre : les deux premiers sont non coercifs et le troisième est peu coercif. La seconde partie est consacrée à l'approximation des systèmes hyperboliques du premier ordre, par des éléments finis discontinus. Des estimations d'erreurs sont d'abord données pour des systèmes coercifs en utilisant des éléments finis non conformes. Ensuite, elles sont données pour l'équation d'Euler isentrope et l'équation du transport dans le cas non coercif. Enfin, on termine par donner des résultats numériques concernant l'équation du Transport bidimensionnelle (dans les deux cas coercif et non coercif) en utilisant comme éléments finis : La Brique de Wilson, l'élément à cinq noeuds et l'élément Q0.
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Souvent les méthodes adoptées pour résoudre les systèmes hyperboliques du premier ordre non coercifs, consistent à faire une transformation afin de les rendre coercifs et utiliser ainsi la théorie de Friedrichs. Cependant il existe des systèmes qui, même après transformation, restent non coercifs. Notre but dans ce travail de thèse, est de résoudre directement ce type de systèmes. Dans la première partie de ce travail, on montre l'existence de solution pour trois systèmes hyperboliques du premier ordre : les deux premiers sont non coercifs et le troisième est peu coercif. La seconde partie est consacrée à l'approximation des systèmes hyperboliques du premier ordre, par des éléments finis discontinus. Des estimations d'erreurs sont d'abord données pour des systèmes coercifs en utilisant des éléments finis non conformes. Ensuite, elles sont données pour l'équation d'Euler isentrope et l'équation du transport dans le cas non coercif. Enfin, on termine par donner des résultats numériques concernant l'équation du Transport bidimensionnelle (dans les deux cas coercif et non coercif) en utilisant comme éléments finis : La Brique de Wilson, l'élément à cinq noeuds et l'élément Q0.
Author: Sophie Depeyre Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 238
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NOUS NOUS SOMMES INTERESSES A LA CONSTRUCTION ET A L'ETUDE D'UNE CLASSE DE SCHEMAS D'ORDRE TROIS OU QUATRE EN TEMPS ET EN ESPACE, BASES SUR DES FORMULATIONS -SHEMAS DE TYPE VOLUMES FINIS OU ELEMENTS FINIS, POUR DES MAILLAGES BIDIMENSIONNELS EN RECTANGLES OU EN TRIANGLES. NOUS CONSIDERONS DANS UN PREMIER TEMPS DES PROBLEMES HYPERBOLIQUES LINEAIRES, COMME L'EQUATION D'ADVECTION ET LE SYSTEME DE MAXWELL. UNE ETUDE DE STABILITE ET DE PRECISION, A L'AIDE DES EQUATIONS EQUIVALENTES A ETE PRESENTEE, AFIN DE COMPARER LES SCHEMAS ET DE RETENIR LES PLUS PRECIS. EN PARTICULIER, POUR LE SYSTEME DE MAXWELL, UNE CONDITION NECESSAIRE ET SUFFISANTE DE STABILITE A ETE DEMONTREE POUR LE SCHEMA DECENTRE D'ORDRE UN, SUR UN MAILLAGE EN RECTANGLES. NOUS AVONS AUSSI PROPOSE UNE NOUVELLE FORMULATION DU SYSTEME DE MAXWELL, EN RAJOUTANT UN TERME DE VISCOSITE DANS LES EQUATIONS, AFIN QUE NOS SCHEMAS PRENNENT MIEUX EN COMPTE LES RELATIONS DE DIVERGENCE. UNE ETUDE DE STABILITE A PERMIS DE DETERMINER LE PARAMETRE DE VISCOSITE N'INTRODUISANT AUCUNE CONTRAINTE SUPPLEMENTAIRE SUR LE PAS DE TEMPS, ET NOUS AVONS MONTRE A L'AIDE DE RESULTATS NUMERIQUES, POURQUOI LA NOUVELLE FORMULATION ETAIT MEILLEURE. DANS LA DEUXIEME PARTIE, NOUS NOUS SOMMES INTERESSES A DES MODELES HYPERBOLIQUES NON LINEAIRES, COMME LES EQUATIONS D'EULER. NOUS AVONS CHERCHE A CONSTRUIRE DES LIMITEURS D'ORDRE ELEVE AFIN DE RENDRE NOS SCHEMAS POSITIFS. EN PARTICULIER, NOUS AVONS PRESENTE UN NOUVEAU LIMITEUR D'ORDRE TROIS, QUI S'EST AVERE STABLE ET ROBUSTE, POUR DES CALCULS DE TUBE A CHOC ET D'ECOULEMENTS TRANSSONIQUES STATIONNAIRES. NOUS AVONS FINALEMENT CONSIDERE UN MODELE EULERIEN D'ECOULEMENT DIPHASIQUE, HYPERBOLIQUE ET CONSERVATIF, COMPORTANT UN TERME SOURCE RAIDE. LA METHODE CLASSIQUE D'INTEGRATION EN TEMPS EST UNE METHODE DE PAS FRACTIONNAIRES ; TOUTEFOIS, ELLE COMPORTE PLUSIEURS FAIBLESSES, ET NOUS AVONS PROPOSE UNE METHODE COUPLEE, QUI S'AVERE PLUS PRECISE LORSQUE LE RAYON DES PARTICULES DEVIENT PETIT.
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L'OBJET DE CE TRAVAIL EST L'APPROXIMATION NUMERIQUE PAR ELEMENTS FINIS DES SYSTEMES HYPERBOLIQUES D'EQUATIONS NON-LINEAIRES, ET EN PARTICULIER DES EQUATIONS D'EULER ET LA DYNAMIQUE DES GAZ. NOUS NOUS INTERESSONS ICI PLUS PARTICULIEREMENT A LA CLASSE DES SYSTEMES HYPERBOLIQUES K-DIAGONALISABLES TELLE QUE DEFINIE PAR P. A. MAZET, DONT UNE GRAND PART DES SYSTEMES D'EQUATIONS AUX DERIVEES PARTIELLES ISSUES DE LA PHYSIQUE MATHEMATIQUE FONT PARTIE. CETTE MOTION, EXTENSION DE LA DIAGONALISABILITE TOTALE DU CADRE LINEAIRE, EXPRIME LA PROPRIETE QUE POSSEDE UN SYSTEME DE POUVOIR S'ECRIRE COMME MOYENNE D'EQUATIONS SCALAIRES LINEAIRES. LES APPROXIMATIONS PAR ELEMENTS FINIS DE CES SYSTEMES SONT ALORS RAMENEES A CELLES D'EQUATIONS DE CONVECTION LINEAIRES. CONFORMEMENT A CETTE APPROCHE, ON DEVELOPPE ICI LA RESOLUTION DE TELS SYSTEMES, ET EN PARTICULIER DU SYSTEME DES EQUATIONS D'EULER, PAR LA METHODE DE PETROV-GALERKIN DANS UNE VERSION DE TYPE DIFFUSION ARTIFICIELLE
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Les systèmes hyperboliques interviennent dans de nombreux problèmes physiques tels que la dynamique des gaz et des matériaux super-élastiques, ou bien encore la magnéto-hydrodynamiqueLorsque le domaine d'étude est invariant, les outils numériques traditionnels utilisés pour la simulation de tels systèmes (Différences Finies, Volumes Finis, Eléments Finis) ont prouvé leur efficacité. En revanche lorsqu'il se déforme au cours du temps, elles pâtissent d'un surcoût important dû à nécessité d'adapter la grille au domaine d'étude à chaque instant. Qui plus est, dans le cas de problèmes à très grandes déformations, tels que le déploiement d'un airbag, le remaillage en lui-même pose des problèmes de construction.La méthode sans maillage SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics), introduite par Lucy dans les années 70 pour simuler des phénomènes d'astrophysique, vise à palier cet inconvénient en s'affranchissant (dans une certaine mesure) des problèmes liés à la déformation du domaine d'étude. Son analyse mathématique, due à Raviart et Mas-Gallic dans le cadre linéaire et à Vila dans le cadre non-linéaire, a toutefois mis en évidence des conditions de convergence restrictives.L'objet de ce travail est de proposer une nouvelle classe de schémas sans maillage ne souffrant pas des mêmes restrictions. L'optique retenue est de généraliser la méthode des Différences Finies à des nuages de points non structurés et déformables, en adaptant notamment les notions de formule aux différences et de décentrementLa convergence est démontrée dans le cadre linéaire.Enfin, des exemples d'application numérique sont donnés pour le système de la dynamique des gaz.
Author: Ronald Raphal Coifman Publisher: American Mathematical Soc. ISBN: 0821816810 Category : Mathematics Languages : en Pages : 68
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These ten lectures were presented by Guido Weiss at the University of Nebraska during the week of May 31 to June 4, 1976. They were a part of the Regional Conference Program sponsored by the Conference Board of the Mathematical Sciences and funded by the National Science Foundation. The topic chosen, ``the transference method'', involves a very simple idea that can be applied to several different branches of analysis. The authors have chosen familiar special cases in order to illustrate the use of transference: much that involves general locally compact abelian groups can be understood by examining the real line; the group of rotations can be used to explain what can be done with compact groups; $SL(2,\mathbf C)$ plays the same role vis-a-vis noncompact semisimple Lie groups. The main theme of these lectures is the interplay between properties of convolution operators on classical groups (such as the reals, integers, the torus) and operators associated with more general measure spaces. The basic idea behind this interplay is the notion of transferred operator; these are operators ``obtained'' from convolutions by replacing the translation by some action of the group (or, in some cases, a semigroup) and give rise, among other things, to an interaction between ergodic theory and harmonic analysis. There are illustrations of these ideas. A graduate student in analysis would be able to read most of this book. The work is partly expository, but is mostly ``self-contained''.
Author: Samira Khatmi
Author: Samira Khatmi
Author: Pierre Lesaint
Author: Fabrizio Pini
Author: Sophie Depeyre
Author: F. Pini
Author: VINCENT.. MOREUX
Author: Guillaume Pierrot
Author: B. Jeffroy
Author: Pierre Grisvard
Author: Ronald Raphal Coifman