Mots clés : couche limite,
perturbation singulière .
Participants : Pierre Bertrand,
Olivier Coulaud, Evgueni Kazantsev, Eric Sonnendrücker,
Laurence Viry.
- méthodes multi-échelles
- méthodes faisant intervenir différentes échelles
de temps ou d'espace.
Résumé :
Les applications traitées dans le projet (biologie,
chimie, électromagnétisme, océanographie,...) font
apparaître des phénomènes avec des échelles multiples en
espace ou en temps. Nous analysons ces phénomènes, d'une
part pour en déduire des modèles soit plus précis soit plus
rapides, d'autre part pour construire des algorithmes plus
efficaces.
Dans de nombreux problèmes traités dans le projet, les
phénomènes en jeu apparaissent à différentes échelles
d'espace et de temps. Ceci se traduit dans les équations par
la présence de petits paramètres, qui induisent des couches
limites, des zones de transitions. Dans ces régions, la
solution présente des variations brutales, qui sont
numériquement difficiles à traiter.
Deux approches peuvent être envisagées pour traiter ces
problèmes. La première consiste à écrire un développement de
la solution en fonction du paramètre étudié puis à construire
formellement le système satisfait par le premier terme du
développement. Une des difficultés est de montrer que le
système limite ainsi construit est bien la limite du système
initial lorsque le paramètre tend vers zéro. La connaissance
du comportement de la solution dans les couches limites ou
des zones de transitions permet de construire des méthodes de
décomposition de domaines particulièrement rapides. La
deuxième approche consiste à simuler les phénomènes de plus
petites échelles du petit paramètre par une loi plus au moins
empirique. Cette approche autorise des discrétisations moins
fines et conduit à des temps d'exécution plus rapides.